JP7186652B2 - magnetocardiograph - Google Patents

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Description

本発明は、心磁計測装置に関する。 The present invention relates to a magnetocardiographic measuring device.

従来、複数のトンネル磁気抵抗(TMR:Tunnel Magneto-Resistance)素子をアレイ状に配列したセンサプラットフォームボードを用いて被験者の頭部または胸部から発せられる磁場を計測する磁場計測装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2012-152514号公報
Conventionally, a magnetic field measurement device that measures the magnetic field emitted from the head or chest of a subject using a sensor platform board in which a plurality of Tunnel Magneto-Resistance (TMR) elements are arranged in an array is known ( For example, see Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP 2012-152514 A

従来の磁場計測装置では、磁場の検出方向に一対の磁気検出素子を積層させ、外乱磁場に対しては一対の磁気検出素子間での計測結果の大きさが同じとなる一方で、測定対象磁場に対しては一対の磁気検出素子間での計測結果の大きさが異なる、との原理に基づいて外乱磁場を抑制し、測定対象磁場を計測していた。しかしながら、心臓の状態をより精密に検査するためには、心臓の電気活動により生成される微弱な生体磁場(「心磁」と示す。)を、より高精度に計測することができる心磁計測装置を実現することが望まれる。 In a conventional magnetic field measurement device, a pair of magnetic detection elements are stacked in the magnetic field detection direction. , the disturbance magnetic field is suppressed based on the principle that the magnitude of the measurement result differs between a pair of magnetic detection elements, and the magnetic field to be measured is measured. However, in order to examine the state of the heart more precisely, magnetocardiography, which can more accurately measure the weak biomagnetic field (referred to as "magnetism") generated by the electrical activity of the heart, is needed. It would be desirable to implement a device.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、心磁計測装置を提供する。心磁計測装置は、各々が3軸方向の入力磁場を検出可能な複数の磁気センサセルを三次元に配列して構成される磁気センサアレイを備えてよい。心磁計測装置は、心臓の電気活動により発生する心磁を含む入力磁場に基づく計測値を取得する計測データ取得部を備えてよい。心磁計測装置は、複数の磁気センサセル間で計測された複数の計測値を用いて勾配磁場を算出する勾配磁場演算部を備えてよい。心磁計測装置は、勾配磁場を用いて、入力磁場の空間分布を、心磁と環境磁場とに信号分離する信号空間分離部を備えてよい。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a magnetocardiography apparatus. The magnetocardiographic measurement device may include a magnetic sensor array configured by three-dimensionally arranging a plurality of magnetic sensor cells each capable of detecting an input magnetic field in three axial directions. The magnetocardiographic measurement device may include a measurement data acquisition unit that acquires a measurement value based on an input magnetic field including magnetocardiography generated by electrical activity of the heart. The magnetocardiographic measurement device may include a gradient magnetic field calculator that calculates a gradient magnetic field using a plurality of measured values measured between a plurality of magnetic sensor cells. The magnetocardiographic measurement apparatus may include a signal space separation unit that uses a gradient magnetic field to separate the spatial distribution of the input magnetic field into the magnetocardiogram and the environmental magnetic field.

信号空間分離部は、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイで検出したときに磁気センサのそれぞれが出力する信号を成分とするベクトルを磁場信号ベクトルとした場合に、複数の磁気センサセル間で出力された複数の磁場信号ベクトルを用いて算出される磁場勾配ベクトルを、少なくとも基底ベクトルとして、入力磁場の空間分布を信号分離してよい。 When the magnetic sensor array detects a magnetic field having a spatial distribution of an orthonormal function, the signal space separating unit divides a plurality of magnetic sensor cells into magnetic field signal vectors whose components are signals output by the magnetic sensors. The spatial distribution of the input magnetic field may be signal-separated using at least the magnetic field gradient vector calculated using the plurality of magnetic field signal vectors output between them as a basis vector.

信号空間分離部は、磁場勾配ベクトルおよび磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして、入力磁場の空間分布を信号分離してよい。 The signal space separator may perform signal separation of the spatial distribution of the input magnetic field using the magnetic field gradient vector and the magnetic field signal vector as basis vectors.

複数の磁気センサセルのそれぞれは、磁気センサと、磁気センサが検出した入力磁場を低減させるフィードバック磁場を磁気センサに与える磁場生成部と、磁場生成部がフィードバック磁場を発生するために流す電流に応じた出力信号を出力する出力部と、を有してよい。 Each of the plurality of magnetic sensor cells includes a magnetic sensor, a magnetic field generator that provides the magnetic sensor with a feedback magnetic field that reduces the input magnetic field detected by the magnetic sensor, and a current that the magnetic field generator flows to generate the feedback magnetic field. and an output for outputting an output signal.

磁気センサは、磁気抵抗効果素子を有してよい。 The magnetic sensor may have a magnetoresistive element.

複数の磁気センサセルのそれぞれは、磁気抵抗効果素子の両端に配置された二つの磁気収束板をさらに有し、磁気抵抗効果素子は、二つの磁気収束板に挟まれた位置に配置されてよい。 Each of the plurality of magnetic sensor cells may further have two magnetic flux concentrators arranged at both ends of the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect element may be arranged at a position sandwiched between the two magnetic flux concentrators.

フィードバック磁場を発生させるためのコイルが、磁気抵抗効果素子および二つの磁気収束板を取り囲むように巻かれていてよい。 A coil for generating a feedback magnetic field may be wound around the magnetoresistive element and the two magnetic flux concentrators.

複数の磁気センサセルの出力をアナログからデジタルに変換して計測値を出力する複数のAD変換器を更に備え、複数のAD変換器は、共通のサンプリングクロックに応じてAD変換を行ってよい。 A plurality of AD converters for converting outputs of the plurality of magnetic sensor cells from analog to digital and outputting measured values may be further provided, and the plurality of AD converters may perform AD conversion according to a common sampling clock.

磁気センサアレイは、複数の磁気センサセルを被測定体の胸部の少なくとも一部を取り囲むための内部空間が形成されるように配列して構成されてよい。 The magnetic sensor array may be configured by arranging a plurality of magnetic sensor cells so as to form an internal space surrounding at least a portion of the chest of the subject.

複数の磁気センサセルは、被測定体の重心を中心として、被測定体の胸部に沿うように断面視略円弧状に配列されてよい。 The plurality of magnetic sensor cells may be arranged in a generally arcuate cross-sectional view along the chest of the object to be measured around the center of gravity of the object to be measured.

円弧の中心角は、180°より大きくてよい。 The central angle of the arc may be greater than 180°.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.

本実施形態に係る心磁計測装置10の構成を示す。1 shows the configuration of a magnetocardiographic measurement device 10 according to this embodiment. 本実施形態に係る磁気センサユニット110の構成を示す。2 shows the configuration of a magnetic sensor unit 110 according to this embodiment. 本実施形態に係る磁気センサアレイ210中の磁気センサセル220の構成および配置を示す。The configuration and arrangement of magnetic sensor cells 220 in the magnetic sensor array 210 according to the present embodiment are shown. 本実施形態に係る磁気抵抗効果素子を有する磁気センサの入出力特性の一例を示す。1 shows an example of input/output characteristics of a magnetic sensor having a magnetoresistance effect element according to this embodiment. 本実施形態に係るセンサ部300の構成例を示す。3 shows a configuration example of a sensor unit 300 according to the present embodiment. 本実施形態に係るセンサ部300の入出力特性の一例を示す。An example of input/output characteristics of the sensor unit 300 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る磁気センサ520の構成例を示す。4 shows a configuration example of a magnetic sensor 520 according to the present embodiment. 本実施形態に係る磁気センサ520にフィードバック磁場を発生させた時の磁束分布を示す。FIG. 5 shows a magnetic flux distribution when a feedback magnetic field is generated in the magnetic sensor 520 according to this embodiment. 本実施形態に係る磁気センサアレイ210、センサデータ収集部230、およびセンサデータ処理部900の構成を示す。2 shows the configurations of a magnetic sensor array 210, a sensor data collection unit 230, and a sensor data processing unit 900 according to the present embodiment. 本実施形態に係る心磁計測装置10がN次の勾配磁場を算出するフローを示す。4 shows a flow of calculation of the Nth-order gradient magnetic field by the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment. 本実施形態に係る心磁計測装置10が磁場の空間分布を信号分離するフローを示す。A flow of signal separation of the spatial distribution of the magnetic field by the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る心磁計測装置10が、指標εを算出して指標εに基づいた制御を行うフローを示す。1 shows a flow in which the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment calculates an index ε and performs control based on the index ε. 本実施形態の変形例に係る心磁計測装置10が、内部空間が形成されるように構成された磁気センサアレイ210を用いて心磁を計測する例を示す。An example is shown in which the magnetocardiography apparatus 10 according to a modification of the present embodiment measures magnetocardiography using a magnetic sensor array 210 configured to form an internal space. 本実施形態の別の変形例に係る心磁計測装置10が、内部空間が形成されるように構成された磁気センサアレイ210を用いて心磁を計測する例を示す。An example in which the magnetocardiography apparatus 10 according to another modification of the present embodiment measures magnetocardiography using a magnetic sensor array 210 configured to form an internal space is shown. 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ2200の例を示す。An example computer 2200 is shown in which aspects of the present invention may be embodied in whole or in part.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

図1は、本実施形態に係る心磁計測装置10の構成を示す。心磁計測装置10は、磁気抵抗効果素子を用いて、人間の心臓の電気活動により生成される磁場である心磁を計測する。また、心磁計測装置10は、人間以外の生体の心磁を計測するために用いられてもよい。 FIG. 1 shows the configuration of a magnetocardiography apparatus 10 according to this embodiment. The magnetocardiography apparatus 10 uses a magnetoresistance effect element to measure magnetocardiography, which is a magnetic field generated by electrical activity of the human heart. The magnetocardiography apparatus 10 may also be used to measure the magnetocardiography of a living body other than a human being.

心磁計測装置10は、本体部100と、情報処理部150とを備える。本体部100は、被測定体(被験者)の心磁をセンシングするためのコンポーネントであり、磁気センサユニット110と、ヘッド120と、駆動部125と、ベース部130と、ポール部140とを有する。 The magnetocardiography device 10 includes a main body 100 and an information processing section 150 . The body section 100 is a component for sensing the magnetocardiogram of a subject (subject), and has a magnetic sensor unit 110 , a head 120 , a drive section 125 , a base section 130 and a pole section 140 .

磁気センサユニット110は、心磁計測時に被験者の胸部における心臓に向かう位置に配置され、被験者の心磁をセンシングする。ヘッド120は、磁気センサユニット110を支持し、磁気センサユニット110を被験者に対向させる。駆動部125は、磁気センサユニット110およびヘッド120の間に設けられ、キャリブレーションを行う場合にヘッド120に対する磁気センサユニット110の向きを変更する。本実施形態に係る駆動部125は、図中のZ軸を中心に磁気センサユニット110を360度回転させることができる第1アクチュエータと、Z軸と垂直な軸(図中の状態においてはX軸)を中心に磁気センサユニット110を回転させる第2アクチュエータとを含み、これらを用いて磁気センサユニット110の方位角および天頂角を変更する。図中の駆動部125として示したように、駆動部125は図中のY軸方向から見るとY字形状を有し、第2アクチュエータは、磁気センサユニット110を図中X軸中心に360度回転させることができる。 The magnetic sensor unit 110 is arranged at a position on the subject's chest facing the heart during the magnetocardiogram measurement, and senses the magnetocardiogram of the subject. The head 120 supports the magnetic sensor unit 110 and makes the magnetic sensor unit 110 face the subject. The drive unit 125 is provided between the magnetic sensor unit 110 and the head 120, and changes the orientation of the magnetic sensor unit 110 with respect to the head 120 when performing calibration. The drive unit 125 according to the present embodiment includes a first actuator capable of rotating the magnetic sensor unit 110 360 degrees around the Z-axis in the drawing, an axis perpendicular to the Z-axis (in the state in the drawing, the X-axis ), which are used to change the azimuth and zenith angles of the magnetic sensor unit 110 . As shown as drive unit 125 in the drawing, drive unit 125 has a Y-shape when viewed from the Y-axis direction in the drawing, and the second actuator rotates magnetic sensor unit 110 360 degrees around the X-axis in the drawing. can be rotated.

ベース部130は、他の部品を支える基台であり、本実施形態においては心磁計測時に被験者が乗る台となっている。ポール部140は、ヘッド120を被験者の胸部の高さに支持する。ポール部140は、磁気センサユニット110の高さを被験者の胸部の高さに調整するべく上下方向に伸縮可能であってよい。 The base part 130 is a base for supporting other parts, and in this embodiment, it is a stand on which a subject stands during magnetocardiographic measurement. The pole portion 140 supports the head 120 at the height of the subject's chest. The pole section 140 may be vertically extendable to adjust the height of the magnetic sensor unit 110 to the height of the subject's chest.

情報処理部150は、本体部100による計測データを処理して表示・印刷等により出力するためのコンポーネントである。情報処理部150は、PC(パーソナルコンピュータ)、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。これに代えて、情報処理部150は、心磁計測の情報処理用に設計された専用コンピュータであってもよく、専用回線によって実現された専用ハードウェアであってもよい。 The information processing section 150 is a component for processing measurement data from the main body section 100 and outputting the data by display, printing, or the like. The information processing unit 150 may be a computer such as a PC (personal computer), a tablet computer, a smart phone, a workstation, a server computer, or a general-purpose computer, or may be a computer system in which multiple computers are connected. Alternatively, the information processing unit 150 may be a dedicated computer designed for information processing of magnetocardiography, or may be dedicated hardware implemented by a dedicated line.

図2は、本実施形態に係る磁気センサユニット110の構成を示す。磁気センサユニット110は、磁気センサアレイ210およびセンサデータ収集部230を有する。磁気センサアレイ210は、各々が複数の磁気抵抗効果素子を有し、3軸方向の入力磁場を検出可能な複数の磁気センサセル220を三次元に配列して構成される。本図において、磁気センサアレイ210は、X方向、Y方向およびZ方向のそれぞれに複数の磁気センサセル220(例えば、X方向に8個、Y方向に8個、およびZ方向に2個の計128個の磁気センサセル220)が平面状に配置されている。 FIG. 2 shows the configuration of the magnetic sensor unit 110 according to this embodiment. The magnetic sensor unit 110 has a magnetic sensor array 210 and a sensor data acquisition section 230 . The magnetic sensor array 210 is configured by three-dimensionally arranging a plurality of magnetic sensor cells 220 each having a plurality of magnetoresistance effect elements and capable of detecting input magnetic fields in three axial directions. In this figure, the magnetic sensor array 210 includes a plurality of magnetic sensor cells 220 in each of the X, Y, and Z directions (e.g., 8 in the X direction, 8 in the Y direction, and 2 in the Z direction, totaling 128 cells). magnetic sensor cells 220) are arranged in a plane.

センサデータ収集部230は、磁気センサアレイ210に含まれる複数の磁気センサセル220に電気的に接続され(図示せず。)、複数の磁気センサセル220からのセンサデータ(検出信号)を収集して情報処理部150へと供給する。 The sensor data collection unit 230 is electrically connected (not shown) to the plurality of magnetic sensor cells 220 included in the magnetic sensor array 210, collects sensor data (detection signals) from the plurality of magnetic sensor cells 220, and collects information. It is supplied to the processing section 150 .

図3は、本実施形態に係る磁気センサアレイ210中の磁気センサセル220の構成および配置を示す。各磁気センサセル220は、各々が磁気抵抗効果素子を有する複数のセンサ部300x~z(「センサ部300」と総称する。)を有する。センサ部300xはX軸方向に沿って配置されX軸方向の磁場を検出可能である。また、センサ部300yはY軸方向に沿って配置されY軸方向の磁場を検出可能である。また、センサ部300zはZ軸方向に沿って配置されZ軸方向の磁場を検出可能である。本図において一点鎖線で示される拡大図によって示されるように、本実施形態において、各センサ部300は、それぞれ、磁気抵抗効果素子の両端に磁気収束板が配置されている。したがって、各センサ部300は、磁気収束板に挟まれた狭い位置に配置された磁気抵抗効果素子を用いて磁場の空間分布をサンプリングすることにより、各軸方向において、空間におけるサンプリング点を明確にすることができる。各センサ部300の構成の詳細については後述する。 FIG. 3 shows the configuration and arrangement of the magnetic sensor cells 220 in the magnetic sensor array 210 according to this embodiment. Each magnetic sensor cell 220 has a plurality of sensor sections 300x-z (collectively referred to as "sensor sections 300") each having a magnetoresistive element. The sensor unit 300x is arranged along the X-axis direction and can detect a magnetic field in the X-axis direction. Further, the sensor unit 300y is arranged along the Y-axis direction and can detect a magnetic field in the Y-axis direction. Also, the sensor unit 300z is arranged along the Z-axis direction and can detect a magnetic field in the Z-axis direction. As shown by the enlarged view indicated by the dashed-dotted line in this figure, in this embodiment, each sensor unit 300 has a magnetic flux concentrator arranged at both ends of the magnetoresistive effect element. Therefore, each sensor unit 300 samples the spatial distribution of the magnetic field using the magnetoresistive effect element arranged at a narrow position sandwiched between the magnetic flux concentrators, thereby clearly sampling points in space in each axial direction. can do. The details of the configuration of each sensor unit 300 will be described later.

本図において、センサ部300x、300y、および300zにより検出する磁場の3軸方向と、磁気センサセル220を配列する三次元の方向とが同一方向である。これにより、測定磁場の分布の各成分の把握が容易となる。また、3つのセンサ部300x、300y、および300zは、各磁気センサセル220内において、磁気センサセル220を配列する三次元方向それぞれから見て互いに重ならず、かつ、3つのセンサ部300の間に設けるギャップ側に一端が設けられ、他端が当該ギャップから離れるように3軸方向の各軸方向に延伸して配置されていることが好ましい。一例として、本図において、磁気センサセル220の正面視左下の角部に空隙(ギャップ)が設けられ、センサ部300x、300y、および300zは、一端が当該空隙に接するように設けられ、他端が当該空隙から離れるようにX軸、Y軸、およびZ軸方向の各軸方向に延伸して配置されている例を示す。本図において、センサ部300x、300y、および300zが、立方体状の磁気センサセル220の一角部から互いに垂直な3辺に沿って配置され、該一角部に空隙が設けられている。しかしながら、検出する磁場の3軸方向と磁気センサセル220を配列する三次元の方向とは異なっていてもよい。例えば、検出する磁場の3軸方向としてX軸、Y軸、およびZ軸に代えて、極座標系のr軸、θ軸、およびφ軸を用いてもよい。また、磁気センサセル220を配列する三次元の方向として、X軸、Y軸およびZ軸に代えて、極座標系のr軸、θ軸、およびφ軸を用いてもよい。検出する磁場の3軸方向と磁気センサセル220を配列する三次元の方向とが異なる場合、磁気センサセル220内におけるセンサ部300の配置や、磁気センサセル220の配列方向に制約を受けることがなく、磁気センサアレイ210の設計の自由度を増すことができる。 In this figure, the three-axis directions of the magnetic fields detected by the sensor units 300x, 300y, and 300z are the same as the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged. This facilitates understanding of each component of the distribution of the measured magnetic field. In each magnetic sensor cell 220, the three sensor units 300x, 300y, and 300z do not overlap each other when viewed from the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged, and are provided between the three sensor units 300. It is preferable that one end is provided on the gap side and the other end is arranged so as to extend in each of the three axial directions away from the gap. As an example, in this figure, a gap is provided in the lower left corner of the magnetic sensor cell 220 when viewed from the front. An example of extending in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions so as to separate from the gap is shown. In this figure, sensor units 300x, 300y, and 300z are arranged from one corner of a cubic magnetic sensor cell 220 along three sides perpendicular to each other, and a gap is provided in the one corner. However, the three-axis directions of the magnetic field to be detected and the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged may be different. For example, the r-axis, the θ-axis, and the φ-axis of a polar coordinate system may be used instead of the X-axis, Y-axis, and Z-axis as the three-axis directions of the magnetic field to be detected. Also, as the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged, the r-axis, the θ-axis, and the φ-axis of the polar coordinate system may be used instead of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. When the three-axis directions of the magnetic field to be detected are different from the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged, the arrangement of the sensor units 300 in the magnetic sensor cells 220 and the arrangement direction of the magnetic sensor cells 220 are not restricted. The degree of freedom in designing the sensor array 210 can be increased.

図4は、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子を有する磁気センサの入出力特性の一例を示す。本図は、横軸が磁気センサに入力する入力磁場の大きさBを示し、縦軸が磁気センサの検出信号の大きさV_xMR0を示す。磁気センサは、例えば、巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magneto-Resistance)効果素子またはトンネル磁気抵抗(TMR:Tunnel Magneto-Resistance)効果素子等を有し、予め定められた一軸方向の磁場の大きさを検出する。 FIG. 4 shows an example of input/output characteristics of a magnetic sensor having a magnetoresistive element according to this embodiment. In this figure, the horizontal axis indicates the magnitude B of the input magnetic field input to the magnetic sensor, and the vertical axis indicates the magnitude V_xMR0 of the detection signal of the magnetic sensor. The magnetic sensor has, for example, a giant magnetoresistance (GMR: Giant Magneto-Resistance) effect element or a tunnel magnetoresistance (TMR: Tunnel Magneto-Resistance) effect element, etc., and detects the magnitude of a predetermined uniaxial magnetic field. To detect.

このような磁気センサは、入力磁場Bに対する検出信号V_xMR0の傾きである磁気感度が高く、10pT程度の微小な磁場を検出することができる。その一方で、磁気センサは、例えば、入力磁場Bの絶対値が1μT程度で検出信号V_xMR0が飽和してしまい、入出力特性の直線性が良好な範囲が狭い。そこで、このような磁気センサにフィードバック磁場を発生させる閉ループを加えると、磁気センサの直線性を改善することができる。このような磁気センサについて次に説明する。 Such a magnetic sensor has high magnetic sensitivity, which is the gradient of the detection signal V_xMR0 with respect to the input magnetic field B, and can detect a minute magnetic field of about 10 pT. On the other hand, in the magnetic sensor, for example, the detection signal V_xMR0 is saturated when the absolute value of the input magnetic field B is about 1 μT, and the range in which the linearity of the input/output characteristics is good is narrow. Therefore, by adding a closed loop that generates a feedback magnetic field to such a magnetic sensor, the linearity of the magnetic sensor can be improved. Such a magnetic sensor will be described below.

図5は、本実施形態に係るセンサ部300の構成例を示す。センサ部300は、複数の磁気センサセル220のそれぞれの内部に設けられ、磁気センサ520と、磁場生成部530と、出力部540と、を含む。なお、センサ部300の一部、例えば増幅回路532および出力部540は、磁気センサセル220側ではなくセンサデータ収集部230側に設けられてもよい。 FIG. 5 shows a configuration example of the sensor unit 300 according to this embodiment. The sensor section 300 is provided inside each of the plurality of magnetic sensor cells 220 and includes a magnetic sensor 520 , a magnetic field generation section 530 and an output section 540 . A part of the sensor section 300, for example, the amplifier circuit 532 and the output section 540, may be provided on the sensor data collection section 230 side instead of the magnetic sensor cell 220 side.

磁気センサ520は、図4で説明した磁気センサと同様に、GMR素子またはTMR素子等の磁気抵抗効果素子を有する。また、磁気センサ520のそれぞれは、磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果素子の両端に配置された二つの磁気収束板とを含み、磁気抵抗効果素子は、二つの磁気収束板に挟まれた位置に配置される。磁気センサ520が有する磁気抵抗効果素子は、感磁軸の正の方向を+X方向とした場合に、+X方向の磁場が入力すると抵抗値が増加し、-X方向の磁場が入力すると抵抗値が減少するように形成されてよい。即ち、磁気センサ520が有する磁気抵抗効果素子の抵抗値の変化を観測することにより、当該磁気センサ520に入力する磁場Bの大きさを検出することができる。例えば、磁気センサ520の磁気感度をSとすると、磁気センサ520の入力磁場Bに対する検出結果は、S×Bと算出できる。なお、磁気センサ520は、一例として、電源等が接続され、抵抗値の変化に応じた電圧降下を、入力磁場の検出結果として出力する。磁気センサ520の構成の詳細については後述する。 The magnetic sensor 520 has a magnetoresistive element such as a GMR element or a TMR element, like the magnetic sensor described with reference to FIG. Each of the magnetic sensors 520 includes a magnetoresistive element and two magnetic flux concentrators arranged at both ends of the magnetoresistive element, and the magnetoresistive element is positioned between the two magnetic flux concentrators. placed. When the positive direction of the magnetic sensing axis is the +X direction, the magnetoresistance effect element of the magnetic sensor 520 increases in resistance when a magnetic field in the +X direction is input, and decreases in resistance when a magnetic field in the −X direction is input. may be configured to decrease. That is, the magnitude of the magnetic field B input to the magnetic sensor 520 can be detected by observing the change in the resistance value of the magnetoresistive element of the magnetic sensor 520 . For example, if the magnetic sensitivity of the magnetic sensor 520 is S, the detection result for the input magnetic field B of the magnetic sensor 520 can be calculated as S×B. As an example, the magnetic sensor 520 is connected to a power supply or the like, and outputs a voltage drop corresponding to a change in resistance value as a detection result of the input magnetic field. The details of the configuration of the magnetic sensor 520 will be described later.

磁場生成部530は、出力部540が出力する出力信号に応じた大きさで、磁気センサ520が検出した入力磁場を低減させるフィードバック磁場を発生させ、磁気センサ520に与える。磁場生成部530は、例えば、磁気センサ520に入力する磁場Bとは逆向きで、絶対値が当該入力磁場と略同一のフィードバック磁場B_FBを発生させ、入力磁場を打ち消すように動作する。磁場生成部530は、増幅回路532と、コイル534とを含む。 The magnetic field generation section 530 generates a feedback magnetic field that reduces the input magnetic field detected by the magnetic sensor 520 with a magnitude corresponding to the output signal output by the output section 540 , and applies the feedback magnetic field to the magnetic sensor 520 . The magnetic field generator 530 operates to, for example, generate a feedback magnetic field B_FB that is opposite in direction to the magnetic field B input to the magnetic sensor 520 and has substantially the same absolute value as the input magnetic field, thereby canceling out the input magnetic field. Magnetic field generator 530 includes an amplifier circuit 532 and a coil 534 .

増幅回路532は、磁気センサ520の入力磁場の検出結果に応じた電流をフィードバック電流I_FBとして出力する。磁気センサ520が有する磁気抵抗効果素子が、少なくとも1つの磁気抵抗効果素子を含むブリッジ回路により構成される場合、増幅回路532の入力端子対には、ブリッジ回路の出力がそれぞれ接続される。そして、増幅回路532は、ブリッジ回路の出力に応じた電流をフィードバック電流I_FBとして出力する。増幅回路532は、例えば、トランスコンダクタンスアンプを含み、磁気センサ520の出力電圧に応じたフィードバック電流I_FBを出力する。例えば、増幅回路532の電圧・電流変換係数をGとすると、フィードバック電流I_FBは、G×S×Bと算出できる。 The amplifier circuit 532 outputs a current corresponding to the detection result of the input magnetic field of the magnetic sensor 520 as a feedback current I_FB. When the magnetoresistive element of the magnetic sensor 520 is composed of a bridge circuit including at least one magnetoresistive element, the input terminal pair of the amplifier circuit 532 is connected to the outputs of the bridge circuit. Then, the amplifier circuit 532 outputs a current corresponding to the output of the bridge circuit as the feedback current I_FB. The amplifier circuit 532 includes, for example, a transconductance amplifier, and outputs a feedback current I_FB corresponding to the output voltage of the magnetic sensor 520. FIG. For example, if the voltage-current conversion coefficient of the amplifier circuit 532 is G, the feedback current I_FB can be calculated as G×S×B.

コイル534は、フィードバック電流I_FBに応じたフィードバック磁場B_FBを発生させる。コイル534は、磁気センサ520が有する磁気抵抗効果素子および磁気抵抗効果素子の両端に配置された二つの磁気収束板を取り囲むように、磁気センサ520が検出対象とする磁場の軸方向に沿って巻かれている。コイル534は、磁気センサ520の全体にわたって均一のフィードバック磁場B_FBを発生させることが望ましい。例えば、コイル534のコイル係数をβとすると、フィードバック磁場B_FBは、β×I_FBと算出できる。ここで、フィードバック磁場B_FBは、入力磁場Bを打ち消す向きに発生するので、磁気センサ520に入力する磁場は、B-B_FBに低減されることになる。したがって、フィードバック電流I_FBは、次式のように示される。

Figure 0007186652000001
Coil 534 generates a feedback magnetic field B_FB corresponding to feedback current I_FB. The coil 534 is wound along the axial direction of the magnetic field to be detected by the magnetic sensor 520 so as to surround the magnetoresistive element of the magnetic sensor 520 and the two magnetic flux concentrators arranged at both ends of the magnetoresistive element. It is written. Coil 534 preferably generates a uniform feedback magnetic field B_FB across magnetic sensor 520 . For example, if the coil coefficient of the coil 534 is β, the feedback magnetic field B_FB can be calculated as β×I_FB. Here, since the feedback magnetic field B_FB is generated in a direction to cancel the input magnetic field B, the magnetic field input to the magnetic sensor 520 is reduced to BB_FB. Therefore, the feedback current I_FB is given by the following equation.
Figure 0007186652000001

(数1)式をフィードバック電流I_FBについて解くと、センサ部300の定常状態におけるフィードバック電流I_FBの値を算出することができる。磁気センサ520の磁気感度Sおよび増幅回路532の電圧・電流変換係数Gが十分に大きいとすると、(数1)式から次式が算出される。

Figure 0007186652000002
By solving the equation (1) for the feedback current I_FB, the value of the feedback current I_FB in the steady state of the sensor unit 300 can be calculated. Assuming that the magnetic sensitivity S of the magnetic sensor 520 and the voltage/current conversion coefficient G of the amplifier circuit 532 are sufficiently large, the following equation is calculated from the equation (1).
Figure 0007186652000002

出力部540は、磁場生成部530がフィードバック磁場B_FBを発生するために流すフィードバック電流I_FBに応じた出力信号V_xMRを出力する。出力部540は、例えば、抵抗値Rの抵抗性素子を有し、当該抵抗性素子にフィードバック電流I_FBが流れることによって生じる電圧降下を出力信号V_xMRとして出力する。この場合、出力信号V_xMRは、(数2)式より次式のように算出される。

Figure 0007186652000003
The output unit 540 outputs an output signal V_xMR corresponding to the feedback current I_FB that the magnetic field generation unit 530 flows to generate the feedback magnetic field B_FB. The output unit 540 has, for example, a resistive element with a resistance value R, and outputs a voltage drop caused by the feedback current I_FB flowing through the resistive element as an output signal V_xMR. In this case, the output signal V_xMR is calculated from the equation (2) as follows.
Figure 0007186652000003

以上のように、センサ部300は、外部から入力する磁場を低減させるフィードバック磁場を発生するので、磁気センサ520に実質的に入力する磁場を低減させる。これにより、センサ部300は、例えば、磁気センサ520として図4に示した非線形性であり、動作磁場範囲が狭い特性を有する磁気抵抗効果素子を用い、入力磁場Bの絶対値が1μTを超えても、検出信号V_xMRが飽和することを防止できる。このようなセンサ部300の入出力特性を次に説明する。 As described above, the sensor unit 300 generates a feedback magnetic field that reduces the magnetic field that is input from the outside, so that the magnetic field that is substantially input to the magnetic sensor 520 is reduced. As a result, the sensor unit 300 uses, for example, a magnetoresistive effect element having a characteristic of being non-linear and narrow in the operating magnetic field range as shown in FIG. can also prevent the detection signal V_xMR from being saturated. Input/output characteristics of the sensor unit 300 will be described below.

図6は、本実施形態に係るセンサ部300の入出力特性の一例を示す。本図は、横軸がセンサ部300に入力する入力磁場の大きさBを示し、縦軸がセンサ部300の検出信号の大きさV_xMRを示す。センサ部300は、磁気感度が高く、10pT程度の微小な磁場を検出することができる。また、センサ部300は、例えば、入力磁場Bの絶対値が100μTを超えても、検出信号V_xMRの良好な線形性を保つことができる。 FIG. 6 shows an example of input/output characteristics of the sensor section 300 according to this embodiment. In this figure, the horizontal axis indicates the magnitude B of the input magnetic field input to the sensor section 300, and the vertical axis indicates the magnitude V_xMR of the detection signal of the sensor section 300. FIG. The sensor unit 300 has high magnetic sensitivity and can detect a minute magnetic field of about 10 pT. Further, the sensor unit 300 can maintain good linearity of the detection signal V_xMR even if the absolute value of the input magnetic field B exceeds 100 μT, for example.

即ち、本実施形態に係るセンサ部300は、例えば、入力磁場Bの絶対値が数百μT以下といった、予め定められた入力磁場Bの範囲において、当該入力磁場Bに対する検出結果が線形性を有するように構成される。このようなセンサ部300を用いることにより、心磁信号のように微弱な磁気的信号を簡便に検出することができる。 That is, in the sensor unit 300 according to the present embodiment, the detection result for the input magnetic field B has linearity in a predetermined range of the input magnetic field B, for example, the absolute value of the input magnetic field B is several hundred μT or less. configured as By using such a sensor unit 300, weak magnetic signals such as magnetocardiographic signals can be easily detected.

図7は、本実施形態に係る磁気センサ520の構成例を示す。本図において、磁気センサ520は、磁気抵抗効果素子710と、磁気抵抗効果素子710の両端に配置された磁気収束板720および730とを有する。磁気収束板720および730は、磁気抵抗効果素子710を間に挟むように、磁気抵抗効果素子710の両端に配置されている。本図において、磁気収束板720は、感磁軸に沿って磁気抵抗効果素子710の負側に設けられ、磁気収束板730は、感磁軸に沿って磁気抵抗効果素子710の正側に設けられている。なお、ここで、感磁軸は、磁気抵抗効果素子710を形成する磁化固定層において固定された磁化の方向に沿っていてよい。また、感磁軸の負側から正側に向かって磁場が入力されると、磁気抵抗効果素子710の抵抗は増加または減少してよい。磁気収束板720および730は、例えばパーマロイ等の透磁率の高い材料により形成される。そして、磁気センサ520が本図に示すように構成される場合、コイル534は、磁気抵抗効果素子710と、磁気抵抗効果素子710の両端に配置された磁気収束板720および730との断面を取り囲むように、磁気センサ520が検出対象とする磁場の軸方向に沿って巻かれている。また、磁気センサ520は、1つの磁気センサ520内に複数の磁気抵抗効果素子710を有する場合、磁気抵抗効果素子およびその両端に配置された磁気収束板を含む組を複数有してもよい。その場合、磁気抵抗効果素子およびその両端に配置された磁気収束板を含む組を1つのコイルで取り囲むようにコイル534が巻かれてもよい。 FIG. 7 shows a configuration example of a magnetic sensor 520 according to this embodiment. In this figure, the magnetic sensor 520 has a magnetoresistive element 710 and magnetic flux concentrators 720 and 730 arranged at both ends of the magnetoresistive element 710 . The magnetic flux concentrators 720 and 730 are arranged at both ends of the magnetoresistive element 710 so as to sandwich the magnetoresistive element 710 therebetween. In this figure, the magnetic flux concentrator plate 720 is provided on the negative side of the magnetoresistive effect element 710 along the magnetosensitive axis, and the magnetic flux concentrator plate 730 is provided on the positive side of the magnetoresistive effect element 710 along the magnetosensitive axis. It is Here, the magneto-sensitive axis may be along the magnetization direction fixed in the magnetization fixed layer forming the magnetoresistive element 710 . Also, when a magnetic field is input from the negative side to the positive side of the magnetosensitive axis, the resistance of the magnetoresistive element 710 may increase or decrease. The magnetic flux concentrator plates 720 and 730 are made of a material with high magnetic permeability such as Permalloy. When the magnetic sensor 520 is configured as shown in this figure, the coil 534 surrounds the cross section of the magnetoresistive effect element 710 and the magnetic converging plates 720 and 730 arranged at both ends of the magnetoresistive effect element 710. , the magnetic sensor 520 is wound along the axial direction of the magnetic field to be detected. Moreover, when the magnetic sensor 520 has a plurality of magnetoresistive elements 710 in one magnetic sensor 520, it may have a plurality of sets each including the magnetoresistive element and the magnetic flux concentrator arranged at both ends thereof. In that case, the coil 534 may be wound so as to surround the set including the magnetoresistive element and the magnetic flux concentrator arranged at both ends with one coil.

このような磁気センサ520において、感磁軸の負側から正側に磁場が入力されると、透磁率の高い材料で形成された磁気収束板720および730が磁化されることにより、本図において破線で示すような磁束の分布が発生する。すると、磁気収束板720および730が磁化されることにより発生する磁束は、二つの磁気収束板720および730の間に挟まれた磁気抵抗効果素子710の位置を通過することとなる。このため、磁気抵抗効果素子710の位置における磁束密度は、磁気収束板720および730を配置することによって大幅に増加させることができる。また、本図のように、磁気収束板720および730に挟まれた狭い位置に配置された磁気抵抗効果素子710を用いて磁場の空間分布をサンプリングすることにより、空間におけるサンプリング点を明確にすることができる。 In such a magnetic sensor 520, when a magnetic field is input from the negative side to the positive side of the magnetosensitive axis, the magnetic flux concentrator plates 720 and 730 made of a material with high magnetic permeability are magnetized. A magnetic flux distribution is generated as indicated by the dashed line. Then, the magnetic flux generated by magnetizing the magnetic flux concentrators 720 and 730 passes through the magnetoresistive element 710 sandwiched between the two magnetic flux concentrators 720 and 730 . Therefore, the magnetic flux density at the position of the magnetoresistive element 710 can be greatly increased by arranging the magnetic flux concentrators 720 and 730 . Further, as shown in this figure, the spatial distribution of the magnetic field is sampled using the magnetoresistive effect element 710 arranged at a narrow position sandwiched between the magnetic converging plates 720 and 730, thereby clarifying the sampling points in the space. be able to.

図8は、本実施形態に係る磁気センサ520にフィードバック磁場を発生させた時の磁束分布を示す。図8においては、図7と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。本実施形態に係る磁気センサ520において、コイル534にフィードバック電流が供給されると、コイル534がフィードバック磁場を発生させることにより、本図において一点鎖線で示すような磁束の分布が発生する。このフィードバック磁場により発生する磁束は、磁気抵抗効果素子710に入力され磁気収束板720および730によって磁気増幅された磁場の空間分布をキャンセルするように空間分布する。このため、磁気センサ520は、本図に示すように磁気抵抗効果素子710の両端に磁気収束板720および730が配置されており、磁気抵抗効果素子およびその両端に配置された磁気収束板を含む組を1つのコイルで取り囲むようにコイル534が巻かれている場合には、磁気抵抗効果素子710の位置における磁場分布をフィードバック磁場によって正確にキャンセルすることができるため、入力磁場と出力電圧との間の線形性が高いセンサを実現することができる。 FIG. 8 shows the magnetic flux distribution when a feedback magnetic field is generated in the magnetic sensor 520 according to this embodiment. In FIG. 8, members having the same functions and configurations as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted except for differences. In the magnetic sensor 520 according to the present embodiment, when a feedback current is supplied to the coil 534, the coil 534 generates a feedback magnetic field, thereby generating a magnetic flux distribution as indicated by a dashed line in the figure. The magnetic flux generated by this feedback magnetic field is spatially distributed so as to cancel the spatial distribution of the magnetic field input to the magnetoresistive element 710 and magnetically amplified by the magnetic flux concentrators 720 and 730 . For this reason, the magnetic sensor 520 has magnetic converging plates 720 and 730 arranged at both ends of a magnetoresistive effect element 710 as shown in this figure, and includes the magnetoresistive effect element and the magnetic concentrating plates arranged at both ends thereof. When the coil 534 is wound so as to surround the set with one coil, the magnetic field distribution at the position of the magnetoresistive effect element 710 can be accurately canceled by the feedback magnetic field. It is possible to realize a sensor with high linearity between

図9は、本実施形態に係る磁気センサアレイ210、センサデータ収集部230、およびセンサデータ処理部900の構成を示す。 FIG. 9 shows configurations of a magnetic sensor array 210, a sensor data collection unit 230, and a sensor data processing unit 900 according to this embodiment.

磁気センサアレイ210は、複数の磁気センサセル220を有する。複数の磁気センサセル220のそれぞれは、上述のとおり複数のセンサ部300x~zを有してよい。本図においては、磁気センサアレイ210が各次元方向に有する複数の磁気センサセル220のうち、位置[i,j,k]、[i+1,j,k]、[i,j+1,k]、および、[i,j,k+1]に関する部分を示す。 The magnetic sensor array 210 has multiple magnetic sensor cells 220 . Each of the multiple magnetic sensor cells 220 may have multiple sensor portions 300x-z as described above. In this figure, among the plurality of magnetic sensor cells 220 that the magnetic sensor array 210 has in each dimension, positions [i, j, k], [i+1, j, k], [i, j+1, k], and The part for [i,j,k+1] is shown.

センサデータ収集部230は、複数のAD変換器232およびクロック発生器234を有する。複数のAD変換器232は、複数の磁気センサセル220の出力をアナログからデジタルに変換して計測値を出力する。一例として、複数のAD変換器232は、磁気センサセル220の複数のセンサ部300x~zのそれぞれに対応して設けられており、対応するセンサ部300が出力するアナログの検出信号(図6のセンサ出力信号V_xMR)をデジタルの計測値V(Vx,Vy,Vz)に変換して複数の計測値を計測データとして出力する。ここで、Vx、Vy、およびVzは、それぞれ、センサ部300x、300y、および300zからの検出信号をデジタルに変換した計測値(例えばデジタルの電圧値)である。 The sensor data acquisition unit 230 has multiple AD converters 232 and clock generators 234 . The plurality of AD converters 232 convert the outputs of the plurality of magnetic sensor cells 220 from analog to digital and output measured values. As an example, the plurality of AD converters 232 are provided corresponding to each of the plurality of sensor units 300x to 300z of the magnetic sensor cell 220, and analog detection signals output by the corresponding sensor units 300 (sensor The output signal V_xMR) is converted into digital measurement values V (Vx, Vy, Vz), and a plurality of measurement values are output as measurement data. Here, Vx, Vy, and Vz are measured values (for example, digital voltage values) obtained by digitally converting the detection signals from the sensor units 300x, 300y, and 300z, respectively.

クロック発生器234は、サンプリングクロックを発生させ、共通のサンプリングクロックを複数のAD変換器232のそれぞれへ供給する。そして、複数のAD変換器232のそれぞれは、クロック発生器234から供給された共通のサンプリングクロックに応じてAD変換を行う。したがって、異なる位置に設けられた複数のセンサ部300x~zの出力をそれぞれAD変換する複数のAD変換器232の全てが同期動作をする。これにより、複数のAD変換器232は、異なる空間に設けられた複数のセンサ部300x~zの検出結果を同時にサンプリングすることができる。 The clock generator 234 generates a sampling clock and supplies a common sampling clock to each of the AD converters 232 . Each of the AD converters 232 performs AD conversion according to the common sampling clock supplied from the clock generator 234 . Therefore, all of the plurality of AD converters 232 that AD-convert the outputs of the plurality of sensor units 300x to 300z provided at different positions perform synchronous operation. This allows the plurality of AD converters 232 to simultaneously sample the detection results of the plurality of sensor units 300x to 300z provided in different spaces.

センサデータ処理部900は、複数の磁気センサセル220のそれぞれに対応して設けられた複数の計測データ取得部910、複数の較正演算部920、複数のデータ出力部930、勾配磁場演算部940、基底ベクトル記憶部950、信号空間分離部960、指標算出部970、指標出力部980、および、故障判定部990を有する。 The sensor data processing unit 900 includes a plurality of measurement data acquisition units 910 provided corresponding to each of the plurality of magnetic sensor cells 220, a plurality of calibration calculation units 920, a plurality of data output units 930, a gradient magnetic field calculation unit 940, a base It has a vector storage section 950 , a signal space separation section 960 , an index calculation section 970 , an index output section 980 and a fault determination section 990 .

計測データ取得部910は、心臓の電気活動により発生する心磁を含む入力磁場に基づく計測値を取得する。計測データ取得部910は、それぞれ対応する磁気センサセル220に接続された3つのAD変換器232に接続され、磁気センサアレイ210を構成する複数の磁気センサセル220内のセンサ部300x~zによって計測された複数の計測値を計測データとしてそれぞれ取得する。具体的に、計測データ取得部910は、AD変換器232によってデジタルに変換された計測値V(Vx,Vy,Vz)を所定のタイミングTでラッチするフリップフロップ等を用いて構成されてよい。 The measurement data acquisition unit 910 acquires measurement values based on input magnetic fields including magnetocardia generated by electrical activity of the heart. The measurement data acquisition unit 910 is connected to three AD converters 232 that are connected to the corresponding magnetic sensor cells 220, and is measured by the sensor units 300x to 300z in the plurality of magnetic sensor cells 220 that make up the magnetic sensor array 210. A plurality of measurement values are obtained as measurement data. Specifically, the measurement data acquisition unit 910 may be configured using a flip-flop or the like that latches the measurement values V (Vx, Vy, Vz) digitally converted by the AD converter 232 at a predetermined timing T.

較正演算部920は、計測データ取得部910に接続され、計測データ取得部910が取得した計測データを、較正パラメータを用いて較正する。較正演算部920による計測データの較正の概要は以下のとおりである。位置[i,j,k]にある磁気センサセル220に入力される磁場をB(Bx,By,Bz)とし、センサ部300x、300y、300zによる3軸磁気センサの検出結果を計測値V(Vx,Vy,Vz)とする。この場合、3軸磁気センサの磁気センサ特性を行列Sとすると、3軸磁気センサの検出結果Vは次式のように示すことができる。

Figure 0007186652000004
The calibration calculation unit 920 is connected to the measurement data acquisition unit 910 and calibrates the measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 910 using calibration parameters. The outline of the calibration of the measurement data by the calibration calculator 920 is as follows. The magnetic field input to the magnetic sensor cell 220 at the position [i, j, k] is defined as B (Bx, By, Bz), and the detection results of the triaxial magnetic sensor by the sensor units 300x, 300y, and 300z are measured values V (Vx , Vy, Vz). In this case, assuming that the magnetic sensor characteristics of the triaxial magnetic sensor are a matrix S, the detection result V of the triaxial magnetic sensor can be expressed by the following equation.
Figure 0007186652000004

ここで、Sxx、Syy、およびSzzは、それぞれセンサ部300x、300y、および300zの主軸方向の感度を表し、Sxy、Sxz、Syx、Syz、Szx、およびSzyは他軸方向の感度を表している。また、Vos,x、Vos,y、およびVos,zは、それぞれセンサ部300x、300y、および300zの主軸方向のオフセットを表している。 Here, Sxx, Syy, and Szz represent the sensitivities of the sensor units 300x, 300y, and 300z in the main axis direction, respectively, and Sxy, Sxz, Syx, Syz, Szx, and Szy represent the sensitivities in the other axis directions. . Vos,x, Vos,y, and Vos,z represent offsets in the principal axis direction of the sensor units 300x, 300y, and 300z, respectively.

センサ部300のそれぞれが、検出すべき入力磁場の範囲において、当該入力磁場に対する検出結果が線形性を有するので、行列Sの各要素は、入力磁場Bの大きさとは無関係な略一定の係数となる。また、センサ部300が他軸感度を有していても、当該センサ部300の検出結果が線形性を有していれば、行列Sの各要素は、入力磁場Bの大きさとは無関係な略一定の係数となる。 Each of the sensor units 300 has linearity in the detection result for the input magnetic field in the range of the input magnetic field to be detected. Become. Further, even if the sensor unit 300 has multi-axis sensitivity, if the detection result of the sensor unit 300 has linearity, each element of the matrix S is an approximation irrelevant to the magnitude of the input magnetic field B. constant coefficient.

したがって、較正演算部920は、行列Sの逆行列S-1とオフセット(Vos,x,Vos,y,Vos,z)とを用いることで、次式のように、計測値V(Vx,Vy,Vz)を元の入力された磁場を示す磁場計測値B(Bx,By,Bz)に変換することができる。なお、この変換は、センサ部300x~zが上述の磁気収束板を備えている場合も成立する。これは、磁気センサセル220がセンサ部300x~zを利用した3軸磁気センサとして構成されるためであり、線形代数を利用した変換が可能となるからである。

Figure 0007186652000005
Therefore, the calibration calculation unit 920 uses the inverse matrix S −1 of the matrix S and the offset (Vos, x, Vos, y, Vos, z) to obtain the measured value V (Vx, Vy , Vz) can be converted to a magnetic field measurement B(Bx,By,Bz) that represents the original input magnetic field. Note that this conversion is also established when the sensor units 300x to 300z are provided with the magnetic flux concentrators described above. This is because the magnetic sensor cell 220 is configured as a three-axis magnetic sensor using the sensor units 300x to 300z, and conversion using linear algebra is possible.
Figure 0007186652000005

較正演算部920は、環境磁場計測データを用いて行列Sの逆行列S-1およびオフセット(Vos,x,Vos,y,Vos,z)を算出して、計測データ取得部910により取得された計測値Vを、これらの較正パラメータを用いて磁場計測値Bに変換する。そして、較正演算部920は、複数の磁場計測値Bを磁場計測データとしてデータ出力部930に供給する。 The calibration calculation unit 920 uses the environmental magnetic field measurement data to calculate the inverse matrix S −1 of the matrix S and the offset (Vos, x, Vos, y, Vos, z) acquired by the measurement data acquisition unit 910. The measurements V are converted to magnetic field measurements B using these calibration parameters. Then, the calibration calculation section 920 supplies the plurality of magnetic field measurement values B to the data output section 930 as magnetic field measurement data.

以上のように、各センサ部300が線形性を有するので、較正演算部920は、略一定の係数を用いて計測値Vを磁場計測値Bに変換することができる。すなわち、較正演算部920が用いる略一定の係数は、環境磁場データを用いて一組の較正パラメータとして定めることができる。 As described above, since each sensor unit 300 has linearity, the calibration calculation unit 920 can convert the measured value V into the magnetic field measured value B using a substantially constant coefficient. That is, the substantially constant coefficients used by the calibration calculator 920 can be determined as a set of calibration parameters using environmental magnetic field data.

データ出力部930は、較正演算部920によって較正された複数の磁場計測値Bを、磁場計測データとして勾配磁場演算部940に供給する。 The data output section 930 supplies the plurality of magnetic field measurement values B calibrated by the calibration calculation section 920 to the gradient magnetic field calculation section 940 as magnetic field measurement data.

勾配磁場演算部940は、複数の磁気センサセル220間で計測された複数の計測値を用いて勾配磁場を算出する。例えば、勾配磁場演算部940は、データ出力部930から供給された磁場計測データを用いて勾配磁場を算出する。本実施形態において、勾配磁場演算部940は、3軸方向の全ての磁場に対して三次元の全ての方向についての勾配磁場を算出する。これによって、より詳細な勾配磁場分布を得ることができる。これに代えて、勾配磁場演算部940は、3軸方向の一部の磁場に対してのみ勾配磁場を算出してもよい。また、勾配磁場演算部940は、三次元方向の一部の方向についてのみ勾配磁場を算出してもよい。これにより、必要な勾配磁場成分のみを算出することができ、勾配磁場演算部940における演算処理の負荷を低減できる。 The gradient magnetic field calculator 940 calculates the gradient magnetic field using multiple measured values measured between the multiple magnetic sensor cells 220 . For example, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the gradient magnetic field using the magnetic field measurement data supplied from the data output section 930 . In this embodiment, the gradient magnetic field calculator 940 calculates gradient magnetic fields in all three-dimensional directions for all magnetic fields in three axial directions. This makes it possible to obtain a more detailed gradient magnetic field distribution. Alternatively, the gradient magnetic field calculator 940 may calculate gradient magnetic fields only for some magnetic fields in three axial directions. Further, the gradient magnetic field calculator 940 may calculate the gradient magnetic field only for a part of the three-dimensional directions. As a result, only the necessary gradient magnetic field components can be calculated, and the computational processing load in the gradient magnetic field computing section 940 can be reduced.

また、本実施形態においては、検出する磁場の3軸方向と磁気センサセル220を配列する三次元方向とが同一方向である。これにより、後に示す信号空間分離において、信号を分離するための演算が容易となる。これに代えて、検出する磁場の3軸方向と磁気センサセル220を配列する三次元方向とが異なっていてもよい。両者が異なる場合、磁気センサセル220内におけるセンサ部300の配置や、磁気センサセル220の配列方向に制約を受けることがなく、磁気センサアレイ210の設計の自由度を増すことができる。 Further, in this embodiment, the three-axis directions of the magnetic field to be detected and the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged are the same. This facilitates the calculation for separating the signals in the signal space separation described later. Alternatively, the three-axis directions of the magnetic field to be detected and the three-dimensional directions in which the magnetic sensor cells 220 are arranged may be different. When both are different, the arrangement of the sensor units 300 in the magnetic sensor cells 220 and the arrangement direction of the magnetic sensor cells 220 are not restricted, and the degree of freedom in designing the magnetic sensor array 210 can be increased.

勾配磁場演算部940は、複数の磁気センサセル220のうちの隣接する磁気センサセル220間で計測された磁場計測データを用いて隣接する磁気センサセル220間の磁場の差分を算出することで、すなわち磁場計測値Bの差分を算出することで、勾配磁場を算出する。勾配磁場演算部940は、複数の隣接する磁気センサセル220間で計測された磁場計測データを用いて2次以上の勾配磁場を算出してもよい。これについては後述する。勾配磁場演算部940は、算出した勾配磁場を、磁場計測データとともに基底ベクトル記憶部950および信号空間分離部960に供給する。 The gradient magnetic field calculator 940 calculates the difference in the magnetic field between the adjacent magnetic sensor cells 220 using the magnetic field measurement data measured between the adjacent magnetic sensor cells 220 of the plurality of magnetic sensor cells 220, that is, the magnetic field measurement. By calculating the difference in value B, the gradient magnetic field is calculated. The gradient magnetic field calculator 940 may calculate a gradient magnetic field of second or higher order using magnetic field measurement data measured between a plurality of adjacent magnetic sensor cells 220 . This will be discussed later. The gradient magnetic field calculation unit 940 supplies the calculated gradient magnetic field to the basis vector storage unit 950 and the signal space separation unit 960 together with the magnetic field measurement data.

基底ベクトル記憶部950は、信号空間分離部960が磁場の空間分布を信号分離するために必要な基底ベクトルを記憶する。この場合、基底ベクトル記憶部950は、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ210で検出したときに磁気センサ520のそれぞれが出力する信号を成分とするベクトルを磁場信号ベクトルとした場合に、複数の磁気センサセル220間で出力された複数の磁場信号ベクトルを用いて算出される磁場勾配ベクトルを、少なくとも基底ベクトルとして記憶してよい。また、基底ベクトル記憶部950は、磁場勾配ベクトルに加えて、当該磁場勾配ベクトルの算出に用いた磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして記憶してもよい。基底ベクトル記憶部950は、記憶した基底ベクトルを信号空間分離部960に供給する。 The basis vector storage unit 950 stores basis vectors necessary for the signal space separation unit 960 to separate the spatial distribution of the magnetic field. In this case, the basis vector storage unit 950 stores, as the magnetic field signal vector, a vector whose components are signals output from each of the magnetic sensors 520 when the magnetic sensor array 210 detects a magnetic field having a spatial distribution of orthonormal functions. Furthermore, magnetic field gradient vectors calculated using a plurality of magnetic field signal vectors output between a plurality of magnetic sensor cells 220 may be stored at least as basis vectors. In addition to the magnetic field gradient vector, the basis vector storage unit 950 may store the magnetic field signal vector used to calculate the magnetic field gradient vector as a basis vector. The basis vector storage unit 950 supplies the stored basis vectors to the signal space separation unit 960 .

信号空間分離部960は、勾配磁場を用いて入力磁場の空間分布を、心磁と環境磁場とに信号分離する。信号空間分離部960は、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ210で検出したときに磁気センサ520のそれぞれが出力する信号を成分とするベクトルを磁場信号ベクトルとした場合に、複数の磁気センサセル220間で出力された複数の磁場信号ベクトルを用いて算出される磁場勾配ベクトルを、少なくとも基底ベクトルとして、入力磁場の空間分布を信号分離してよい。この際、信号空間分離部960は、磁場勾配ベクトルおよび磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして、入力磁場の空間分布を信号分離してもよい。一例として、信号空間分離部960は、較正演算部920によって較正された磁場計測データと、勾配磁場演算部940によって算出された勾配磁場とによって示される磁場の空間分布を、基底ベクトル記憶部950から供給された磁場信号ベクトルと磁場勾配ベクトルとを基底ベクトルとして、信号分離する。これについては後述する。信号空間分離部960は、磁場を空間分離した結果を指標算出部970に供給する。 The signal space separation unit 960 uses the gradient magnetic field to separate the spatial distribution of the input magnetic field into the magnetocardiogram and the environmental magnetic field. The signal space separation unit 960 divides a magnetic field signal vector into a plurality of The spatial distribution of the input magnetic field may be signal-separated using at least the magnetic field gradient vector calculated using the plurality of magnetic field signal vectors output between the magnetic sensor cells 220 as a basis vector. At this time, the signal space separation unit 960 may separate the spatial distribution of the input magnetic field into signals using the magnetic field gradient vector and the magnetic field signal vector as base vectors. As an example, the signal space separation unit 960 extracts the spatial distribution of the magnetic field indicated by the magnetic field measurement data calibrated by the calibration calculation unit 920 and the gradient magnetic field calculated by the gradient magnetic field calculation unit 940 from the basis vector storage unit 950. Signal separation is performed using the supplied magnetic field signal vector and magnetic field gradient vector as basis vectors. This will be discussed later. The signal space separation unit 960 supplies the result of spatially separating the magnetic field to the index calculation unit 970 .

指標算出部970は、較正演算部920における較正の精度を示す指標εを算出する。指標算出部970は、信号空間分離部960に接続され、信号空間分離部960が信号分離した結果に基づいて、指標εを算出する。 The index calculator 970 calculates an index ε indicating the accuracy of calibration in the calibration calculator 920 . The index calculator 970 is connected to the signal space separator 960 and calculates the index ε based on the signal separation result of the signal space separator 960 .

指標出力部980は、指標算出部970に接続され、指標算出部970が算出した指標εを出力する。この際、指標出力部980は、例えば、指標εを表示部に表示させてもよいし、指標εをネットワークを介して他の装置に供給してもよい。また、指標出力部980は、本図に示すように、指標εを故障判定部990に供給する。 The index output section 980 is connected to the index calculation section 970 and outputs the index ε calculated by the index calculation section 970 . At this time, the index output unit 980 may, for example, display the index ε on the display unit, or may supply the index ε to another device via the network. Also, the index output unit 980 supplies the index ε to the failure determination unit 990 as shown in the figure.

故障判定部990は、指標算出部970が算出した指標εに基づいて、心磁計測装置10の故障を判定する。 The failure determination unit 990 determines failure of the magnetocardiography device 10 based on the index ε calculated by the index calculation unit 970 .

図10は、本実施形態に係る心磁計測装置10がN次の勾配磁場を算出するフローを示す。ステップ1010において、勾配磁場演算部940は、nに1を代入する。ステップ1020において、勾配磁場演算部940は、各位置における磁気センサセル220により計測された磁場計測値Bを取得する。ここで、位置[i,j,k]の磁気センサセル220により計測された磁場計測値Bを次の(数6)式のように表記する。

Figure 0007186652000006
FIG. 10 shows a flow of calculation of the Nth-order gradient magnetic field by the magnetocardiography apparatus 10 according to this embodiment. At step 1010, the gradient magnetic field calculator 940 substitutes 1 for n. At step 1020, the gradient magnetic field calculator 940 acquires the magnetic field measurement value B measured by the magnetic sensor cell 220 at each position. Here, the magnetic field measurement value B measured by the magnetic sensor cell 220 at the position [i, j, k] is expressed as in the following equation (6).
Figure 0007186652000006

ステップ1030において、勾配磁場演算部940は、磁気センサアレイ210に含まれる隣接する各磁気センサセル220間の磁場計測値Bを用いて磁場の1次の差分を算出することで、1次の勾配磁場を算出する。勾配磁場演算部940は、X軸方向についての1次の勾配磁場を、磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間で計測された磁場計測データを用いて次式により算出する。

Figure 0007186652000007
In step 1030, the gradient magnetic field calculator 940 uses the magnetic field measurement value B between adjacent magnetic sensor cells 220 included in the magnetic sensor array 210 to calculate the first-order difference in the magnetic field, thereby obtaining the first-order gradient magnetic field. Calculate The gradient magnetic field calculator 940 calculates the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction from the magnetic field measurement data measured between the magnetic sensor cell 220 [i+1, j, k] and the magnetic sensor cell 220 [i, j, k]. It is calculated by the following formula using
Figure 0007186652000007

すなわち、勾配磁場演算部940は、磁気センサセル220[i+1,j,k]におけるX軸の磁場計測値Bxi+1,j,kから磁気センサセル220[i,j,k]におけるX軸の磁場計測値Bxi,j,kを減算して磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の磁場計測値のX軸成分の差分を算出し、これを磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の距離Δxで除すことで、位置[i,j,k]における磁場計測値のX軸成分に対するX軸方向についての1次の勾配磁場を算出する。 That is, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the X-axis magnetic field measurement value Bx i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i+1, j, k] from the X-axis magnetic field measurement value Bx i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i, j, k]. Bx i,j,k is subtracted to calculate the difference in the X-axis component of the magnetic field measurement value between the magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and the magnetic sensor cell 220[i,j,k]; Dividing by the distance Δx between magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and magnetic sensor cell 220[i,j,k] gives the X-axis component of the magnetic field measurement at position [i,j,k]: A first-order gradient magnetic field in the X-axis direction is calculated.

同様に、勾配磁場演算部940は、磁気センサセル220[i+1,j,k]におけるY軸の磁場計測値Byi+1,j,kから磁気センサセル220[i,j,k]におけるY軸の磁場計測値Byi,j,kを減算して磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の磁場計測値のY軸成分の差分を算出し、これを磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の距離Δxで除すことで、位置[i,j,k]における磁場計測値のY軸成分に対するX軸方向についての1次の勾配磁場を算出する。 Similarly, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the Y-axis magnetic field measurement value By i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i+1, j, k] from the Y-axis magnetic field measurement value By i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i, j, k]. By subtracting the value By i,j,k to calculate the difference in the Y-axis component of the magnetic field measurement between magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and magnetic sensor cell 220[i,j,k]; by the distance Δx between magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and magnetic sensor cell 220[i,j,k] yields the Y-axis component of the magnetic field measurement at position [i,j,k] Calculate the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction with respect to .

同様に、勾配磁場演算部940は、磁気センサセル220[i+1,j,k]におけるZ軸の磁場計測値Bzi+1,j,kから磁気センサセル220[i,j,k]におけるZ軸の磁場計測値Bzi,j,kを減算して磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の磁場計測値のZ軸成分の差分を算出し、これを磁気センサセル220[i+1,j,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間の距離Δxで除すことで、位置[i,j,k]における磁場計測値のZ軸成分に対するX軸方向についての1次の勾配磁場を算出する。 Similarly, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the Z-axis magnetic field measurement value Bz i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i+1, j, k] from the Z-axis magnetic field measurement value Bz i+1, j, k of the magnetic sensor cell 220 [i, j, k]. subtracting the value Bz i,j,k to calculate the difference in the Z-axis component of the magnetic field measurement between the magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and the magnetic sensor cell 220[i,j,k]; by the distance Δx between magnetic sensor cell 220[i+1,j,k] and magnetic sensor cell 220[i,j,k], the Z-axis component of the magnetic field measurement at position [i,j,k] Calculate the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction with respect to .

また、勾配磁場演算部940は、X軸方向についての1次の勾配磁場と同様に、Y軸方向についての1次の勾配磁場を、磁気センサセル220[i,j+1,k]と磁気センサセル220[i,j,k]との間で計測された磁場計測値を用いて次式により算出する。

Figure 0007186652000008
In addition, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the primary gradient magnetic field in the Y-axis direction in the same manner as the primary gradient magnetic field in the X-axis direction, the magnetic sensor cell 220[i, j+1, k] and the magnetic sensor cell 220[ i, j, k] using the magnetic field measurement values measured by the following equation.
Figure 0007186652000008

また、勾配磁場演算部940は、X軸方向についての1次の勾配磁場と同様に、Z軸方向についての1次の勾配磁場を、磁気センサセル220[i,j,k+1]と磁気センサセル220[i,j,k]との間で計測された磁場計測値を用いて次式により算出する。

Figure 0007186652000009
In addition, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the first-order gradient magnetic field in the Z-axis direction in the same manner as the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction. i, j, k] using the magnetic field measurement values measured by the following equation.
Figure 0007186652000009

勾配磁場演算部940は、(数7)~(数9)式の演算により、3軸の磁場計測値に対して三次元方向について、以下の1次の勾配磁場を得ることができる。なお、勾配磁場演算部940は、各磁気センサセル220間の距離Δx=Δy=Δzを1単位として1次の勾配磁場を算出してもよい。この場合、勾配磁場演算部940は、磁場計測データの差分を1次の勾配磁場としてみなすことができる。

Figure 0007186652000010
The gradient magnetic field calculator 940 can obtain the following first-order gradient magnetic field in the three-dimensional direction with respect to the three-axis magnetic field measurement values by the calculations of formulas (7) to (9). Note that the gradient magnetic field calculator 940 may calculate the primary gradient magnetic field using the distance Δx=Δy=Δz between the magnetic sensor cells 220 as one unit. In this case, the gradient magnetic field calculator 940 can regard the difference in magnetic field measurement data as a primary gradient magnetic field.
Figure 0007186652000010

ステップ1040において、勾配磁場演算部940は、nがNに等しいか否か判定する。nがNに等しい場合、勾配磁場演算部940は、処理を終了する。ステップ1040において、nがNに等しくない場合、勾配磁場演算部940は、処理をステップ1050へ進め、nを1インクリメントする。そして、勾配磁場演算部940は、処理をステップ1060へ進める。 At step 1040, the gradient magnetic field calculator 940 determines whether or not n is equal to N. If n is equal to N, gradient magnetic field calculator 940 terminates the process. In step 1040, if n is not equal to N, the gradient magnetic field calculator 940 advances the process to step 1050 and increments n by one. Gradient magnetic field calculator 940 then advances the process to step 1060 .

ステップ1060において、勾配磁場演算部940は、磁場のn-1次の勾配磁場を用いてn次の勾配磁場を算出する。一例として、勾配磁場演算部940は、2次の勾配磁場の算出前のステップ1030において、(数7)式に加えて、X軸方向についての1次の勾配磁場として磁気センサセル220[i+2,j,k]と磁気センサセル220[i+1,j,k]との間で計測された磁場計測値を用いて、位置[i+1,j,k]におけるの1次の勾配磁場を次式により算出済みである。

Figure 0007186652000011
In step 1060, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the nth-order gradient magnetic field using the (n−1)th-order gradient magnetic field of the magnetic field. As an example, in step 1030 before calculating the secondary gradient magnetic field, the gradient magnetic field calculator 940 adds the formula (7) to the magnetic sensor cell 220 [i+2, j , k] and the magnetic sensor cell 220 [i+1, j, k], the first-order gradient magnetic field at position [i+1, j, k] has been calculated by the following equation: be.
Figure 0007186652000011

そこで、2次の勾配磁場を算出する場合のステップ1060において、勾配磁場演算部940は、(数7)式および(数11)式で算出した1次の勾配磁場を用いて次式によりX軸方向についての2次の勾配磁場を算出する。

Figure 0007186652000012
Therefore, in step 1060 when calculating the second-order gradient magnetic field, the gradient magnetic field calculator 940 calculates the X-axis A second-order gradient magnetic field is calculated with respect to the direction.
Figure 0007186652000012

すなわち、勾配磁場演算部940は、位置[i+1,j,k]におけるX軸方向についての1次の勾配磁場から位置[i,j,k]におけるX軸方向についての1次の勾配磁場を減算した値を、X軸方向における隣接する磁気センサセル220間の距離ΔXで除すことで、X軸方向についての2次の勾配磁場を算出する。 That is, the gradient magnetic field calculator 940 subtracts the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction at position [i, j, k] from the first-order gradient magnetic field in the X-axis direction at position [i+1, j, k]. By dividing the obtained value by the distance ΔX between adjacent magnetic sensor cells 220 in the X-axis direction, the secondary gradient magnetic field in the X-axis direction is calculated.

勾配磁場演算部940は、Y軸方向、Z軸方向についてもX軸方向と同様の演算により、2次の勾配磁場を算出することができる。次に、勾配磁場演算部940は、処理をステップ1040へ戻し、以下処理を繰り返す。これにより、勾配磁場演算部940は、隣接する磁気センサセル220間で計測された磁場計測値を用いて3軸の磁場計測値に対して3次元方向についてのn次の勾配磁場を取得することができる。 The gradient magnetic field calculator 940 can also calculate secondary gradient magnetic fields in the Y-axis direction and the Z-axis direction by performing the same calculation as in the X-axis direction. Next, the gradient magnetic field calculator 940 returns the process to step 1040 and repeats the process thereafter. As a result, the gradient magnetic field calculator 940 can obtain the n-th gradient magnetic field in the three-dimensional direction with respect to the three-axis magnetic field measurement values using the magnetic field measurement values measured between the adjacent magnetic sensor cells 220. can.

ここで、N=1の場合、勾配磁場演算部940は、Δx=Δy=Δzが十分小さいとして、ステップ1030で得られた(数10)式で与えられる1次の勾配磁場を以下のように表すことができる。

Figure 0007186652000013
Here, when N=1, the gradient magnetic field calculator 940 assumes that Δx=Δy=Δz is sufficiently small, and converts the first-order gradient magnetic field given by the equation (10) obtained in step 1030 as follows: can be represented.
Figure 0007186652000013

N=2の場合、勾配磁場演算部940は、1次の勾配磁場と本図のフローにより以下の2次の勾配磁場を取得する。

Figure 0007186652000014
When N=2, the gradient magnetic field calculator 940 acquires the following secondary gradient magnetic field from the primary gradient magnetic field and the flow of this figure.
Figure 0007186652000014

Nが2より大きい場合、勾配磁場演算部940は、1次および2次の勾配磁場と本図のフローにより以下のn次の勾配磁場を取得する。

Figure 0007186652000015
When N is greater than 2, the gradient magnetic field calculator 940 acquires the following n-th gradient magnetic field from the primary and secondary gradient magnetic fields and the flow of this figure.
Figure 0007186652000015

このように、本実施形態の心磁計測装置10によれば、(数13)、(数14)、(数15)式に示されるように、3軸の磁場計測値に対して三次元方向についての勾配磁場をもれなく得ることができる。また、本実施形態の心磁計測装置10によれば、隣接する磁気センサセル220間の磁場からの演算となるので、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のみの2次以上の勾配磁場だけでなく、∂B/∂x∂y、∂B/∂y∂z、∂B/∂z∂xのような、異なる軸方向に偏微分した形式に相当する勾配磁場成分も得られる。そして、本実施形態の心磁計測装置10は、このようにして得られた勾配磁場の少なくとも一部を用いて、入力磁場の空間分布を、心磁と環境磁場とに信号分離する。 As described above, according to the magnetocardiography apparatus 10 of the present embodiment, as shown in equations (13), (14), and (15), three-dimensional directions for the three-axis magnetic field measurement values can be obtained completely. Further, according to the magnetocardiography apparatus 10 of the present embodiment, calculation is performed from the magnetic field between the adjacent magnetic sensor cells 220, so only the secondary or higher gradient magnetic fields in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are calculated. However, we can also obtain the gradient magnetic field components corresponding to the forms partially differentiated in different axial directions, such as ∂2B /∂x∂y, ∂2B /∂y∂z, and ∂2B /∂z∂x. . Then, the magnetocardiography apparatus 10 of the present embodiment uses at least part of the gradient magnetic field thus obtained to separate the spatial distribution of the input magnetic field into the magnetocardiogram and the environmental magnetic field.

図11は、本実施形態に係る心磁計測装置10が磁場の空間分布を信号分離するフローを示す。ステップ1110において、心磁計測装置10は、磁場勾配ベクトルを算出する。例えば、心磁計測装置10の勾配磁場演算部940は、心磁の計測前に、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を磁気センサアレイ210で検出したときに複数の磁気センサ520のそれぞれが出力する信号を成分とするベクトルを磁場信号ベクトルとして取得する。なお、正規直交関数は、例えば、球面調和関数であってよい。一例として、勾配磁場演算部940は、心磁の計測前に、空間内の予め定められた点を座標原点に指定した時に球面調和関数を空間サンプリングして得られる磁場信号ベクトルを取得する。ここで、球面調和関数とは、n次元ラプラス方程式の解となる斉次多項式を単位球面に制限することで得られる関数であり、球面上での正規直交性を有する。そして、勾配磁場演算部940は、図10のフローに従って、複数の磁気センサセル220間で出力された複数の磁場信号ベクトルを用いて磁場勾配ベクトルを算出する。この際、勾配磁場演算部940は、図10のフローに従って、1次の磁場勾配ベクトルを算出してもよいし、2次以上の磁場勾配ベクトルを算出してもよい。そして、勾配磁場演算部940は、算出した磁場勾配ベクトルを、当該磁場勾配ベクトルの算出に用いた磁場信号ベクトルとともに基底ベクトル記憶部950に供給する。 FIG. 11 shows a flow of signal separation of the spatial distribution of the magnetic field by the magnetocardiography apparatus 10 according to this embodiment. At step 1110, the magnetocardiography apparatus 10 calculates a magnetic field gradient vector. For example, the gradient magnetic field calculation unit 940 of the magnetocardiographic measurement device 10 detects a magnetic field having a spatial distribution of an orthonormal function with the magnetic sensor array 210 before the magnetocardiographic measurement, and each of the plurality of magnetic sensors 520 outputs A vector whose component is the signal to be applied is obtained as a magnetic field signal vector. Note that the orthonormal functions may be, for example, spherical harmonic functions. As an example, the gradient magnetic field calculator 940 acquires a magnetic field signal vector obtained by spatially sampling spherical harmonics when a predetermined point in space is specified as the coordinate origin before magnetocardiogram measurement. Here, the spherical harmonic function is a function obtained by restricting a homogeneous polynomial, which is a solution of the n-dimensional Laplace's equation, to the unit sphere, and has orthonormality on the sphere. Then, the gradient magnetic field calculator 940 calculates magnetic field gradient vectors using the plurality of magnetic field signal vectors output between the plurality of magnetic sensor cells 220 according to the flow of FIG. At this time, the gradient magnetic field calculation unit 940 may calculate a primary magnetic field gradient vector or a secondary or higher magnetic field gradient vector according to the flow of FIG. The gradient magnetic field calculator 940 then supplies the calculated magnetic field gradient vector to the basis vector storage unit 950 together with the magnetic field signal vector used to calculate the magnetic field gradient vector.

ステップ1120において、心磁計測装置10は、基底ベクトルを記憶する。例えば、心磁計測装置10の基底ベクトル記憶部950は、勾配磁場演算部940から供給された、磁場勾配ベクトルを、当該磁場勾配ベクトルの算出に用いた磁場信号ベクトルとともに基底ベクトルとして記憶する。なお、本図においては、一例として、勾配磁場演算部940が磁場勾配ベクトルを算出するステップ1110、および、基底ベクトル記憶部950が基底ベクトルを記憶するステップ1120を、心磁計測装置10による磁場の空間分布を信号分離するフローにおける最初のステップとした場合について示す。しかしながら、心磁計測装置10による磁場の空間分布を信号分離するフローの前に、勾配磁場演算部940は、磁場勾配ベクトルを事前に算出し、基底ベクトル記憶部950は、基底ベクトルを事前に記憶しておいてもよい。また、基底ベクトル記憶部950は、シミュレーション結果等により予め決められている磁場勾配ベクトルを、磁場信号ベクトルとともに基底ベクトルとして記憶してもよい。 At step 1120, the magnetocardiography apparatus 10 stores the basis vectors. For example, the basis vector storage unit 950 of the magnetocardiography apparatus 10 stores the magnetic field gradient vectors supplied from the gradient magnetic field calculation unit 940 as basis vectors together with the magnetic field signal vectors used to calculate the magnetic field gradient vectors. In this figure, as an example, step 1110 in which the gradient magnetic field calculation unit 940 calculates the magnetic field gradient vector and step 1120 in which the basis vector storage unit 950 stores the basis vector are performed by the magnetocardiography device 10. A case where the spatial distribution is taken as the first step in the flow of signal separation is shown. However, before the flow of signal separation of the spatial distribution of the magnetic field by the magnetocardiography apparatus 10, the gradient magnetic field calculation unit 940 calculates the magnetic field gradient vector in advance, and the basis vector storage unit 950 stores the basis vector in advance. You can keep it. Further, the basis vector storage unit 950 may store a magnetic field gradient vector determined in advance based on a simulation result or the like as a basis vector together with the magnetic field signal vector.

ステップ1130において、心磁計測装置10は、心磁を計測する。例えば、被験者をベース部130に立たせて被験者の胸部を磁気センサユニット110に向かう位置に配置させる。そして、被験者の心磁をセンシングした状態において、信号空間分離部960は、較正演算部920によって較正された磁場計測データを、勾配磁場演算部940によって算出された勾配磁場とともに、勾配磁場演算部940から取得する。 At step 1130, the magnetocardiography apparatus 10 measures magnetocardiography. For example, the subject is allowed to stand on the base section 130 and the subject's chest is placed at a position facing the magnetic sensor unit 110 . Then, in the state of sensing the magnetocardiogram of the subject, the signal space separation unit 960 combines the magnetic field measurement data calibrated by the calibration calculation unit 920 with the gradient magnetic field calculated by the gradient magnetic field calculation unit 940. Get from

ステップ1140において、心磁計測装置10は、基底ベクトルを取得する。例えば、信号空間分離部960は、ステップ1120において基底ベクトル記憶部950が記憶した基底ベクトルを、基底ベクトル記憶部950から取得する。なお、本フローにおいて、ステップ1130とステップ1140とはどちらが先に行われてもよい。 At step 1140, the magnetocardiography apparatus 10 acquires basis vectors. For example, the signal space separation unit 960 acquires from the basis vector storage unit 950 the basis vectors stored in the basis vector storage unit 950 in step 1120 . In this flow, either step 1130 or step 1140 may be performed first.

ステップ1150において、心磁計測装置10は、ステップ1130において計測した磁場の空間分布を信号分離する。例えば、信号空間分離部960は、ステップ1130において取得した磁場計測データと勾配磁場とによって示される磁場の空間分布を、ステップ1140において取得した磁場信号ベクトルと磁場勾配ベクトルとを基底ベクトルとして利用して級数展開する。そして、信号空間分離部960は、級数展開によって得られたベクトルから、計測した磁場の空間分布を心磁と外乱磁場とに信号分離する。 At step 1150 , the magnetocardiography apparatus 10 separates the spatial distribution of the magnetic field measured at step 1130 into signals. For example, the signal space separation unit 960 uses the magnetic field signal vector and the magnetic field gradient vector obtained in step 1140 as basis vectors for the spatial distribution of the magnetic field indicated by the magnetic field measurement data and the gradient magnetic field obtained in step 1130. Series expansion. Then, the signal space separation unit 960 separates the spatial distribution of the measured magnetic field into the magnetocardiogram and the disturbance magnetic field from the vector obtained by the series expansion.

そして、信号空間分離部960は、信号分離した結果から、外乱磁場を抑制して心磁だけを取り出す。以下、これについて数式を用いて詳細に説明する。 Then, the signal space separator 960 suppresses the disturbance magnetic field and extracts only the magnetocardiogram from the result of the signal separation. This will be described in detail below using mathematical formulas.

静磁場B(r)は、ラプラス方程式Δ・V(r)=0を満たすポテンシャルV(r)を用いて、次式のように、ポテンシャルV(r)の空間勾配(gradient)として求められる。ここで、rは座標原点からの位置を表す位置ベクトルであり、Δはラプラシアンであり、μは透磁率であり、∇はベクトル微分演算を表す演算子である。

Figure 0007186652000016
The static magnetic field B(r) is determined as the spatial gradient of the potential V(r) as follows using the potential V(r) that satisfies the Laplace equation Δ·V(r)=0. Here, r is a position vector representing a position from the coordinate origin, Δ is the Laplacian, μ is magnetic permeability, and ∇ is an operator representing vector differential operation.
Figure 0007186652000016

そして、ラプラス方程式の解は、一般に、正規直交関数系である球面調和関数Yl,m(θ,φ)を使った級数展開の形での解を持つため、ポテンシャルV(r)は次式で表すことができる。ここで、|r|は位置ベクトルrの絶対値(座標原点からの距離)であり、θおよびφは球座標における2つの偏角であり、lは方位量子数であり、mは磁気量子数であり、αおよびβは多極モーメントであり、LinおよびLoutはそれぞれ座標原点および被験者被験者から見て磁気センサアレイ210の手前の空間と奥の空間のそれぞれについての級数の数である。方位量子数lは正の整数をとり、磁気量子数mは-1から+1までの整数をとる。すなわち、例えばlが1のとき、mは-1、0、および1であり、例えばlが2のとき、mは-2、-1、0、1、および2である。なお、磁場においては単磁極が存在しないことから、(数17)において方位量子数lは、0からではなく1から始まっている。(数17)における第1項は、座標原点からの距離に反比例する項であり、座標原点および被験者から見て磁気センサアレイ210の手前の空間に存在するポテンシャルを示している。また、(数17)における第2項は、座標原点からの距離に比例する項であり、座標原点および被験者から見て磁気センサアレイ210の奥の空間に存在するポテンシャルを示している。

Figure 0007186652000017
Since the solution of Laplace's equation generally has a solution in the form of a series expansion using spherical harmonic functions Yl,m(θ,φ), which is an orthonormal function system, the potential V(r) is expressed by the following equation: can be represented. where |r| is the absolute value of the position vector r (distance from the coordinate origin), θ and φ are the two declination angles in spherical coordinates, l is the azimuthal quantum number, and m is the magnetic quantum number. where α and β are the multipolar moments, and Lin and Lout are series numbers for the space in front of and behind the magnetic sensor array 210 as seen from the coordinate origin and the subject, respectively. The azimuthal quantum number l takes a positive integer, and the magnetic quantum number m takes an integer from -1 to +1. That is, for example, when l is 1, m is -1, 0, and 1, and when l is 2, m is -2, -1, 0, 1, and 2. Since there is no single magnetic pole in the magnetic field, the azimuthal quantum number l in Equation (17) starts from 1, not from 0. The first term in (Equation 17) is a term that is inversely proportional to the distance from the coordinate origin, and indicates the potential that exists in the space in front of the magnetic sensor array 210 as viewed from the coordinate origin and the subject. The second term in (Equation 17) is a term proportional to the distance from the coordinate origin, and indicates the potential existing in the space behind the magnetic sensor array 210 as viewed from the coordinate origin and the subject.
Figure 0007186652000017

したがって、(数16)および(数17)によれば、静磁場B(r)は、次式で表すことができる。ここで、(数18)における第1項は、座標原点および被験者から見て磁気センサアレイ210の手前の空間に存在する磁場源、すなわち、心臓の電気活動が作る心磁を示している。また、(数18)における第2項は、座標原点および被験者から見て磁気センサアレイ210の奥の空間に存在する磁場源が作る外乱磁場を示している。

Figure 0007186652000018
Therefore, according to (Equation 16) and (Equation 17), the static magnetic field B(r) can be expressed by the following equation. Here, the first term in (Equation 18) indicates the magnetic field source existing in the space in front of the magnetic sensor array 210 as viewed from the coordinate origin and the subject, that is, the magnetocardiogram produced by the electrical activity of the heart. The second term in (Equation 18) indicates the disturbance magnetic field generated by the magnetic field source existing in the space behind the magnetic sensor array 210 as seen from the coordinate origin and the subject.
Figure 0007186652000018

球面調和関数を使った級数展開の形でラプラス方程式の解を表した場合、その一般解は無限級数となるが、例えば、生体磁場を計測するのに十分なSNR(信号ノイズ比、すなわち、外乱磁場及びセンサノイズに対する測定対象磁場信号の比)が得られればよく、実際には10項程度の級数で表せば十分であると言われている。また、脳磁計における信号空間分離の級数については、Lin=8、Lout=3程度でよいと言われている。したがって、本実施形態の心磁計測装置10においても、Lin=8、Lout=3の場合を一例として説明する。しかしながら、LinおよびLoutの値は、これに限定されるものではなく、外乱磁場を十分抑制し測定対象である心磁だけを取り出すのに十分な、いかなる数値であってもよい。 When the solution of Laplace's equation is expressed in the form of a series expansion using spherical harmonics, the general solution becomes an infinite series. It is sufficient to obtain the ratio of the magnetic field signal to be measured to the magnetic field and the sensor noise, and in fact, it is said that a series of about 10 terms is sufficient. In addition, it is said that about Lin=8 and Lout=3 are sufficient for the series of signal spatial separation in the magnetoencephalography. Therefore, in the magnetocardiography apparatus 10 of the present embodiment as well, the case of Lin=8 and Lout=3 will be described as an example. However, the values of Lin and Lout are not limited to these, and may be any values that are sufficient to sufficiently suppress the disturbance magnetic field and extract only the magnetocardiogram to be measured.

ここで、各磁気センサセル220におけるセンサ部300x、y、およびzの感磁軸方向と磁気感度を表すベクトルを、それぞれ、nx、ny、およびnzとし、添字tを転置行列として、al,mおよびbl,mを次式のように定義する。すなわち、al,mおよびbl,mを、センサ部300x、y、およびzの感磁軸方向と磁気感度を表す各ベクトルnx、ny、nzと、三次元のベクトル信号である球面調和関数との内積を成分として有するベクトルとして定義する。これは、球面調和関数を直交座標系でサンプリングすることを意味している。なお、本実施形態において、このal,mおよびbl、mは、磁気センサセル220の個数を3倍にした数に、勾配磁場演算部940が算出する勾配磁場の数を加えた次元を持つベクトルとなる。このように、本実施形態においては、勾配磁場演算部940が算出した勾配磁場を含むal,mおよびbl,mの値が基底ベクトル記憶部950に記憶される。基底ベクトル記憶部950が、勾配磁場を含むal,mおよびbl,mの値を記憶する本実施形態に係る心磁計測装置10は、動作時に、実際にセンサ部によって計測された実データから算出される磁場の勾配分布を用いて、実データがない位置における磁場の情報を仮想的に補うことができる。また、各センサ部300の感磁軸方向と磁気感度を表す各ベクトルnx、ny、nzは、先述した主軸方向の感度、および、他軸方向の感度と対応したベクトルでよい。nxは、Sxx、Sxy、Sxzに対応してよい。nyは、Syx、Syy、Syzに対応してよい。nzは、Szx、Szy、Szzに対応してよい。このように、センサ部300x、y、およびzの主軸方向の感度と他軸方向の感度補正を含めて計算されたal,mおよびbl,mの値が基底ベクトル記憶部950に記憶される。基底ベクトル記憶部950が、磁気感度(主軸感度、他軸感度)の補正を含めて計算されたal,mおよびbl,mの値を記憶する本実施形態に係る心磁計測装置10は、動作時に、計測データ取得部910によって取得された計測データに対して較正演算部920における補正を行うことで、各磁気センサセル220の磁気感度(主軸感度、他軸感度)の補正を行うことが可能となる。

Figure 0007186652000019
Here, let nx, ny, and nz be vectors representing the magnetosensitive axis directions and magnetic sensitivities of sensor units 300x, y, and z in each magnetic sensor cell 220, respectively, and subscript t be a transposed matrix, and al, m, and bl,m are defined as follows. That is, al, m and bl, m are the vectors nx, ny, and nz representing the magnetosensitive axis directions and magnetic sensitivities of the sensor units 300x, y, and z, and the spherical harmonic functions, which are three-dimensional vector signals. It is defined as a vector with inner products as components. This means sampling the spherical harmonics in a Cartesian coordinate system. In the present embodiment, al, m and bl, m are vectors having a dimension obtained by adding the number of the gradient magnetic fields calculated by the gradient magnetic field calculator 940 to the number obtained by multiplying the number of the magnetic sensor cells 220 by three. Become. Thus, in this embodiment, the basis vector storage unit 950 stores the values of al,m and bl,m including the gradient magnetic fields calculated by the gradient magnetic field calculation unit 940 . The magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment, in which the basis vector storage unit 950 stores the values of al, m and bl, m including the gradient magnetic field, calculates from actual data actually measured by the sensor unit during operation. The gradient distribution of the magnetic field obtained can be used to virtually supplement the magnetic field information at locations where there is no real data. The vectors nx, ny, and nz representing the magnetosensitive axis direction and the magnetic sensitivity of each sensor unit 300 may be vectors corresponding to the above-described sensitivity in the main axis direction and the sensitivity in the other axis direction. nx may correspond to Sxx, Sxy, Sxz. ny may correspond to Syx, Syy, Syz. nz may correspond to Szx, Szy, Szz. Thus, the base vector storage unit 950 stores the values of al,m and bl,m calculated including the sensitivities of the sensor units 300 x, y, and z in the main axis direction and the sensitivity corrections in the other axis directions. The magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment, in which the basis vector storage unit 950 stores the values of al, m and bl, m calculated including the correction of the magnetic sensitivity (main axis sensitivity, other axis sensitivity), operates In some cases, the measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 910 is corrected by the calibration calculation unit 920, so that the magnetic sensitivity (main axis sensitivity, other axis sensitivity) of each magnetic sensor cell 220 can be corrected. Become.
Figure 0007186652000019

そうすると、ある時刻において磁気センサアレイ210を用いて計測された磁場の出力ベクトルΦ、すなわち、磁場計測データと勾配磁場とによって示される出力ベクトルΦは、以下の式で表すことができる。

Figure 0007186652000020
Then, the output vector Φ of the magnetic field measured using the magnetic sensor array 210 at a certain time, that is, the output vector Φ indicated by the magnetic field measurement data and the gradient magnetic field can be expressed by the following equation.
Figure 0007186652000020

さらに、Sin、Sout、Xin、およびXoutをそれぞれ次のように定義する。すなわち、Sinを、l=1からl=Linまで、各lにおいてm=-lからlまでの整数をとった時の各ベクトルaを順に列に並べた、計Lin・(Lin+2)列のベクトルと定義する。また、Soutを、l=1からL=Loutまで、各lにおいてm=-lからlまでの整数をとった時の各ベクトルbを順に列に並べた、計Lout・(Lout+2)列のベクトルと定義する。また、Xinを、l=1からl=Linまで、各lにおいてm=-lからlまでの整数をとった時の各多極モーメントαを順に列に並べたベクトルを転置した、計Lin・(Lin+2)行のベクトルと定義する。また、Xoutを、l=1からl=Linまで、各lにおいてm=-1からlまでの整数をとった時の各多極モーメントβを順に列に並べたベクトルを転置した、計Lout・(Lout+2)行のベクトルと定義する。

Figure 0007186652000021
Further, Sin, Sout, Xin, and Xout are defined as follows. That is, a total of Lin·(Lin+2) columns of vectors, in which each vector a when Sin is an integer from l=1 to l=Lin and m=-l to l is arranged in order in each l defined as In addition, Sout is a vector of Lout (Lout+2) columns in which each vector b when taking an integer from l = 1 to L = Lout and m = -l to l for each l is arranged in order. defined as In addition, Xin is a total of Lin· Define a vector with (Lin+2) rows. In addition, Xout is a total of Lout· Define a vector with (Lout+2) rows.
Figure 0007186652000021

そうすると、出力ベクトルΦは、次式に示すように、行列Sと縦ベクトルXの内積の形で表すことができる。ここで、行列Sは、合計Lin・(Lin+2)+Lout・(Lout+2)個の基底ベクトルを縦ベクトルとして並べることによって得られる行列を示し、例えば、ステップ1140において、信号空間分離部960が基底ベクトル記憶部950から取得したものである。また、縦ベクトルXは、基底ベクトルに係る係数を示す。

Figure 0007186652000022
Then, the output vector Φ can be expressed in the form of the inner product of the matrix S and the column vector X as shown in the following equation. Here, the matrix S indicates a matrix obtained by arranging a total of Lin·(Lin+2)+Lout·(Lout+2) basis vectors as vertical vectors. It is obtained from the unit 950 . A vertical vector X indicates coefficients related to basis vectors.
Figure 0007186652000022

本実施形態に係る信号空間分離部960は、ステップ1150において、この(数22)で得られた出力ベクトルΦのモデル式に基づいて、次式を用いてΦ=S・Xを最小2乗近似で満たす縦ベクトルXを決定する。これにより、信号空間分離部960は、ステップ1150において、磁場の空間分布を解くことができる。この際、信号空間分離部960は、外乱磁場の大きさが予め定められた範囲を超える場合に、測定対象磁場である心磁を高精度に計測できない旨の警告を出してもよい。これにより、心磁計測装置10は、装置が故障している場合や、測定対象磁場を高精度に計測することができない程大きな外乱磁場が存在している場合等の状況において、心磁を計測してしまうことを事前に防止することができる。この場合に、信号空間分離部960は、例えば、Xout・Soutの各成分のいずれかの大きさが予め定められた閾値を超える場合に外乱磁場の大きさが予め定められた範囲を超えると判断してもよいし、Xout・Soutの各成分の大きさの和や平均が予め定められた閾値を超える場合に外乱磁場の大きさが予め定められた範囲を超えると判断してもよい。

Figure 0007186652000023
In step 1150, the signal space separation unit 960 according to the present embodiment uses the following equation to approximate Φ = S · X based on the model formula of the output vector Φ obtained in (Equation 22). Determine the vertical vector X that fills with . This allows the signal space separator 960 to solve the spatial distribution of the magnetic field in step 1150 . At this time, when the magnitude of the disturbance magnetic field exceeds a predetermined range, the signal space separation unit 960 may issue a warning that the magnetocardiogram, which is the magnetic field to be measured, cannot be measured with high accuracy. As a result, the magnetocardiography apparatus 10 can measure the magnetocardiography in a situation such as when the apparatus is out of order or when there is a disturbance magnetic field that is so large that the magnetic field to be measured cannot be measured with high accuracy. You can prevent it from happening in advance. In this case, the signal space separation unit 960 determines that the magnitude of the disturbance magnetic field exceeds a predetermined range, for example, when the magnitude of any one of the components of Xout and Sout exceeds a predetermined threshold. Alternatively, it may be determined that the magnitude of the disturbance magnetic field exceeds a predetermined range when the sum or average of the magnitudes of the components of Xout and Sout exceeds a predetermined threshold value.
Figure 0007186652000023

そして、ステップ1150において、信号空間分離部960は、磁場を空間分離した結果から、測定対象である心磁成分だけを取り出す。ここで、信号空間分離部960が(数22)および(数23)を用いて決定した縦ベクトルXに関して、Xin・Sinは測定対象である心磁成分を表し、Xout・Soutは外乱磁場成分を表す。そこで、信号空間分離部960は、外乱磁場成分を排除して、測定対象である心磁成分だけを取り出すためには、磁場の空間分離結果X・SのうちXin・Sinだけを取り出せばよい。 Then, in step 1150, the signal space separation section 960 extracts only the magnetocardiogram component to be measured from the result of the spatial separation of the magnetic field. Here, regarding the vertical vector X determined by the signal space separation unit 960 using (Equation 22) and (Equation 23), Xin·Sin represents the magnetocardiogram component to be measured, and Xout·Sout represents the disturbance magnetic field component. show. Therefore, in order to eliminate the disturbance magnetic field component and extract only the magnetocardiogram component to be measured, the signal space separation unit 960 should extract only Xin·Sin from the magnetic field spatial separation result X·S.

このように、心磁計測装置10は、各々が3軸方向の入力磁場を検出可能な複数の磁気センサセル220を有する磁気センサアレイ210を用いて計測された磁場の空間分布を、測定対象磁場である心磁と外乱磁場とに信号分離し、外乱磁場成分を抑制して心磁成分だけを取り出すことができる。そして、本実施形態に係る心磁計測装置10は、磁場の空間分布を信号分離するにあたって、複数の磁気センサセル220間で計測された複数の計測値を用いて算出された勾配磁場を用いる。これにより、心磁計測装置10は、実データがない位置、すなわち、センサ部300が実際に配置されていない位置における磁場の情報を仮想的に補うことができ、心磁計測の精度を高めることができる。例えば、心磁計測装置10は、実際に計測された実データと実データから算出した勾配磁場との両者を用いることによって、見かけ上の情報量を増やすことができ、心磁計測の精度をより高めることができる。心磁計測にあたっては、理想的には、心臓を取り囲むように心臓に近い位置に球面上にセンサ部300を配置することが好ましい。しかしながら、物理的な制約により、センサ部300を理想的に配置することは極めて困難である。本実施形態に係る心磁計測装置10は、このような状況においても、磁場の情報を仮想的に補うことができるので、精度よく心磁を計測することができる。また、複数のセンサ部300がそれぞれ磁気収束板を有するので、センサ部300の磁気感度を高めるとともに、空間サンプリング点を明確化することができ、信号空間分離技術との親和性をより高めることができる。さらに、心磁計測装置10が較正演算部920を有する場合には、高精度な較正(主軸感度ミスマッチ、他軸感度、およびオフセット等)を実現でき、複数のセンサ部300のキャリブレーション誤差を、信号空間分離段階で処理するのではなく、その前段で低減させることができるので、より高精度に測定対象磁場成分を取り出すことができる。 In this way, the magnetocardiography apparatus 10 measures the spatial distribution of the magnetic field measured using the magnetic sensor array 210 having a plurality of magnetic sensor cells 220 each capable of detecting an input magnetic field in three axial directions, with the magnetic field to be measured. It is possible to separate the signal into a magnetocardiogram and a disturbance magnetic field, suppress the disturbance magnetic field component, and extract only the magnetocardiogram component. The magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment uses a gradient magnetic field calculated using a plurality of measured values measured between a plurality of magnetic sensor cells 220 in signal separation of the spatial distribution of the magnetic field. As a result, the magnetocardiographic measurement apparatus 10 can virtually compensate for magnetic field information at a position where there is no actual data, that is, at a position where the sensor unit 300 is not actually arranged, thereby improving the accuracy of the magnetocardiographic measurement. can be done. For example, the magnetocardiographic measurement apparatus 10 can increase the apparent amount of information by using both the actual data actually measured and the gradient magnetic field calculated from the actual data, thereby improving the accuracy of the magnetocardiographic measurement. can be enhanced. For magnetocardiography, ideally, it is preferable to arrange the sensor unit 300 on a spherical surface at a position close to the heart so as to surround the heart. However, due to physical restrictions, it is extremely difficult to ideally arrange the sensor unit 300 . The magnetocardiographic measurement apparatus 10 according to the present embodiment can virtually compensate for magnetic field information even in such a situation, so that the magnetocardiogram can be measured with high accuracy. In addition, since each of the plurality of sensor units 300 has a magnetic flux converging plate, the magnetic sensitivity of the sensor unit 300 can be enhanced, and spatial sampling points can be clarified, thereby enhancing compatibility with signal spatial separation technology. can. Furthermore, when the magnetocardiographic measurement device 10 has the calibration calculation unit 920, highly accurate calibration (major axis sensitivity mismatch, other axis sensitivity, offset, etc.) can be achieved, and the calibration error of the plurality of sensor units 300 can be reduced to Since it can be reduced in the previous stage instead of being processed in the signal space separation stage, the magnetic field component to be measured can be extracted with higher accuracy.

図12は、本実施形態に係る心磁計測装置10が、指標εを算出して指標εに基づいた制御を行うフローを示す。ステップ1210において、較正演算部920は、上述の(数5)に基づいて、計測データを較正して磁場計測データを生成する。 FIG. 12 shows a flow in which the magnetocardiography apparatus 10 according to this embodiment calculates the index ε and performs control based on the index ε. At step 1210, the calibration calculation section 920 calibrates the measurement data based on the above (Formula 5) to generate the magnetic field measurement data.

ステップ1220において、信号空間分離部960は、磁場の空間分布を、図11のフローに従って、信号分離する。そして、信号空間分離部960は、信号分離した結果を指標算出部970へ供給する。この際、信号空間分離部960は、信号分離した結果として、例えば、出力ベクトルΦ、行列S、および、縦ベクトルXを指標算出部970へ供給してよい。 At step 1220, the signal space separation section 960 separates the spatial distribution of the magnetic field into signals according to the flow of FIG. Then, the signal space separation section 960 supplies the signal separation result to the index calculation section 970 . At this time, the signal space separation section 960 may supply, for example, the output vector Φ, the matrix S, and the vertical vector X to the index calculation section 970 as a result of the signal separation.

ステップ1230において、指標算出部970は、信号空間分離部960が信号分離した結果に基づいて、較正演算部920における較正の精度を示す指標εを算出する。指標算出部970は、例えば、次式に示すように、出力ベクトルΦから、行列Sと縦ベクトルXとの内積を減算して指標εを算出してよい。すなわち、指標算出部970は、ある時刻において磁気センサアレイ210を用いて計測された磁場の出力ベクトルΦを、最小2乗法を用いて基底ベクトルS=[Sin,Sout]によって張られる部分空間へマッピングした際の誤差を、ベクトルの成分ごとに算出し、これを指標εとする。そして、指標算出部970は、算出した指標εを指標出力部980へ供給する。

Figure 0007186652000024
At step 1230 , the index calculator 970 calculates an index ε indicating the accuracy of calibration in the calibration calculator 920 based on the result of signal separation by the signal space separator 960 . For example, the index calculator 970 may calculate the index ε by subtracting the inner product of the matrix S and the vertical vector X from the output vector Φ, as shown in the following equation. That is, the index calculation unit 970 maps the output vector Φ of the magnetic field measured using the magnetic sensor array 210 at a certain time to the subspace spanned by the basis vector S=[Sin, Sout] using the least squares method. The error is calculated for each component of the vector, and this is used as the index ε. Then, the index calculator 970 supplies the calculated index ε to the index output unit 980 .
Figure 0007186652000024

次に、指標出力部980は、指標εを表示部に表示させる。そして、指標出力部980は、指標εを故障判定部990に供給する。この際、指標出力部980はさらに、指標εをネットワークを介して他の装置に供給してもよい。 Next, the index output unit 980 causes the display unit to display the index ε. Then, the index output section 980 supplies the index ε to the failure determination section 990 . At this time, the index output unit 980 may further supply the index ε to another device via the network.

ステップ1240において、故障判定部990は、指標εが予め定められた基準の範囲内であるか否か判定する。故障判定部990は、例えば、次式に示すように、指標の2乗が、予め定められた閾値E_Thの2乗未満であるか否か判定する。すなわち、故障判定部990は、指標εのベクトルの大きさが予め定められた閾値E_th未満であるか否か判定する。

Figure 0007186652000025
At step 1240, the failure determination unit 990 determines whether the index ε is within a predetermined reference range. For example, the failure determination unit 990 determines whether or not the square of the index is less than the square of the predetermined threshold E_Th, as shown in the following equation. That is, the failure determination section 990 determines whether or not the magnitude of the vector of the index ε is less than the predetermined threshold E_th.
Figure 0007186652000025

ここで、指標εは、磁気センサアレイ210が有する複数の磁気センサセル220の個数を3倍にした数に、勾配磁場演算部940が算出する勾配磁場の数を加えた数に対応するベクトルの成分からなる。故障判定部990は、例えば、複数の成分ごとの指標を算出し、それらの平均が予め定められた基準の範囲内であるか否か判定してよい。これに代えて、故障判定部990は、算出した複数の成分ごとの指標のうち、大きさが最大となる成分の指標、大きさが最小となる成分の指標、および、複数の成分の中央値のいずれかが予め定められた基準の範囲内であるか否か判定してもよい。 Here, the index ε is the vector component corresponding to the sum of the number of the plurality of magnetic sensor cells 220 of the magnetic sensor array 210 multiplied by three and the number of the gradient magnetic fields calculated by the gradient magnetic field calculator 940. consists of The failure determination section 990 may, for example, calculate an index for each of a plurality of components and determine whether or not the average thereof is within a predetermined reference range. Alternatively, the fault determination unit 990 calculates the index of the component with the largest magnitude, the index of the component with the smallest magnitude, and the median value is within a predetermined reference range.

そして、故障判定部990は、指標εが予め定められた基準の範囲内であると判定した場合、較正演算部920において精度よく較正されたと判断して処理を終了する。すなわち、故障判定部990は、較正演算部920において精度よく較正されているので、心磁計測装置10の計測結果が信頼性が高いものであると判断し、さらなる処理を要求しない。 If the failure determination unit 990 determines that the index ε is within the predetermined reference range, the failure determination unit 990 determines that the calibration calculation unit 920 has calibrated with high accuracy, and terminates the process. That is, since the failure determination unit 990 has been calibrated with high accuracy by the calibration calculation unit 920, the failure determination unit 990 determines that the measurement results of the magnetocardiography apparatus 10 are highly reliable, and does not request further processing.

一方、ステップ1240において、指標εが予め定められた基準の範囲内でないと判定した場合、故障判定部990は、ステップ1250において、較正演算部920における較正回数が予め定められた回数以内であるか否か判定する。 On the other hand, if it is determined in step 1240 that the index ε is not within the predetermined reference range, failure determination section 990 determines in step 1250 whether the number of times of calibration in calibration calculation section 920 is within the predetermined number of times. Determine whether or not.

そして、較正回数が予め定められた回数以内でなかった場合、ステップ1260において、故障判定部990は、心磁計測装置10に故障が生じているものと判定して処理を終了する。この際、故障判定部990は、心磁計測装置10に故障が生じている旨を表示部に表示、または、音で報知してもよい。また、故障判定部990は、ステップ1230において算出したベクトルの成分ごとの指標から、心磁計測装置10の故障箇所を推定して、それを出力してもよい。この際、故障判定部990は、予め定められた基準の範囲内にないと判定された指標に対応する磁気センサセル220やセンサ部300を特定する情報を出力してよい。また、故障判定部990は、例えば、ベクトルの成分ごとの指標を、対応する磁気センサセル220やセンサ部300にマッピングした指標マップを出力してもよい。 Then, if the number of times of calibration is not within the predetermined number of times, in step 1260, the failure determining section 990 determines that the magnetocardiography apparatus 10 has failed, and terminates the process. At this time, the failure determination unit 990 may display on the display unit or notify by sound that the magnetocardiography device 10 has a failure. Further, the failure determination unit 990 may estimate the failure location of the magnetocardiography device 10 from the index for each component of the vector calculated in step 1230 and output it. At this time, the failure determination section 990 may output information specifying the magnetic sensor cell 220 or the sensor section 300 corresponding to the index determined to be out of the range of the predetermined criteria. Further, the failure determination section 990 may output an index map in which indices of respective vector components are mapped to corresponding magnetic sensor cells 220 and sensor sections 300, for example.

一方、ステップ1250において、較正回数が予め定められた回数以内であると判定された場合、故障判定部990は、較正演算部920に対して、計測データを再較正する旨を指示する。そして、ステップ1270において、較正演算部920は、較正パラメータを変更して、処理をステップ1210に戻し、変更された較正パラメータを用いて再較正を行い、処理を継続する。この際、較正演算部920は、例えば、環境磁場の計測を再び行って、センサ部300の主軸感度、他軸感度、および、オフセットを再調整して較正パラメータを変更してもよい。 On the other hand, if it is determined in step 1250 that the number of times of calibration is within the predetermined number of times, failure determination section 990 instructs calibration calculation section 920 to recalibrate the measurement data. Then, in step 1270, the calibration calculation unit 920 changes the calibration parameters, returns the process to step 1210, performs recalibration using the changed calibration parameters, and continues the process. At this time, the calibration calculation unit 920 may, for example, measure the environmental magnetic field again, readjust the main axis sensitivity, the other axis sensitivity, and the offset of the sensor unit 300 to change the calibration parameters.

なお、図12のフローは、被験者が心磁計測装置10の計測位置にいる場合に行われてもよいし、被験者が心磁計測装置10の計測位置に来る前に事前に行われてもよい。この場合、故障判定部990は、被験者がいる場合といない場合とで、故障判定に用いる閾値E_Thを異なる値に設定してもよい。 The flow of FIG. 12 may be performed when the subject is at the measurement position of the magnetocardiographic measuring device 10, or may be performed in advance before the subject comes to the measuring position of the magnetocardiographic measuring device 10. . In this case, the failure determination section 990 may set the threshold E_Th used for failure determination to different values depending on whether the subject is present or not.

このように、本実施形態に係る心磁計測装置10は、較正演算部920における較正の精度を示す指標εを算出し、指標εに基づいた制御を行う。これにより、本実施形態に係る心磁計測装置10によれば、較正演算部920において精度よく較正されたかどうかを把握することができる。また、本実施形態に係る心磁計測装置10によれば、指標εを表示することで、心磁計測装置10の計測結果の信頼性をユーザに知らせることができる。また、本実施形態に係る心磁計測装置10によれば、指標εに基づいて心磁計測装置10の故障を判定し、故障箇所を推定することができる。また、本実施形態に係る心磁計測装置によれば、較正演算部920が、指標算出部970が算出した指標εに基づいて、計測データを再較正するので、精度よく較正された状態で心磁を計測することができる。 As described above, the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment calculates the index ε indicating the accuracy of calibration in the calibration calculation unit 920, and performs control based on the index ε. Thus, according to the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment, it is possible to grasp whether or not the calibration calculation section 920 has calibrated with high accuracy. Further, according to the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment, by displaying the index ε, the reliability of the measurement result of the magnetocardiography apparatus 10 can be informed to the user. Further, according to the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment, it is possible to determine the failure of the magnetocardiography apparatus 10 based on the index ε and estimate the location of the failure. In addition, according to the magnetocardiography apparatus according to the present embodiment, the calibration calculation unit 920 recalibrates the measurement data based on the index ε calculated by the index calculation unit 970, so that the heart is accurately calibrated. It can measure magnetism.

図13は、本実施形態の変形例に係る心磁計測装置10が、内部空間が形成されるように構成された磁気センサアレイ210を用いて心磁を計測する例を示す。本変形例において、磁気センサアレイ210は、複数の磁気センサセル220を被測定体(被検者)の胸部の少なくとも一部を取り囲むための内部空間が形成されるように配列して構成される。本図においては、一例として、被測定体の正面に対向する一辺(X軸方向)と、被測定体の左右側面に対向する二辺(Z軸方向)とに複数の磁気センサセル220をUの字状に配列し、Uの字状に配列された複数の磁気センサセル220の内部空間に被測定体を配置させることで、被測定体の胸部の少なくとも一部を、磁気センサアレイ210を構成する複数の磁気センサセル220によって取り囲む。すなわち、複数の磁気センサセル220は、本図において一点斜線で示すように、被測定体の重心を中心として、被測定体の胸部に沿うように断面視略円弧状に配列されてよい。これにより、磁気センサアレイ210は、心臓に対向する一方向だけでなく多方向にセンサ部を配置させることができ、心磁を多方向からセンシングすることができる。また、この場合、円弧の中心角は、180°より大きくてよい。これにより、磁気センサアレイ210は、心臓を正面、左側面、右側面、および背面の4方向からセンシングすることができる。 FIG. 13 shows an example in which the magnetocardiography apparatus 10 according to the modification of the present embodiment measures magnetocardiography using a magnetic sensor array 210 configured to form an internal space. In this modified example, the magnetic sensor array 210 is configured by arranging a plurality of magnetic sensor cells 220 so as to form an internal space surrounding at least part of the chest of the subject (subject). In this figure, as an example, a plurality of magnetic sensor cells 220 are arranged on one side (X-axis direction) facing the front of the object to be measured and two sides (Z-axis direction) facing the left and right sides of the object to be measured. By placing the object to be measured in the inner space of a plurality of magnetic sensor cells 220 arranged in a U shape, at least part of the chest of the object to be measured constitutes the magnetic sensor array 210. Surrounded by a plurality of magnetic sensor cells 220 . That is, the plurality of magnetic sensor cells 220 may be arranged in a generally arcuate cross-sectional view along the chest of the object to be measured around the center of gravity of the object to be measured, as indicated by the dashed lines in this figure. As a result, the magnetic sensor array 210 can have sensor units arranged not only in one direction facing the heart, but also in multiple directions, and can sense magnetocardia in multiple directions. Also, in this case, the central angle of the arc may be greater than 180°. Thereby, the magnetic sensor array 210 can sense the heart from four directions, ie, the front, left, right, and back sides.

図14は、本実施形態の別の変形例に係る心磁計測装置10が、内部空間が形成されるように構成された磁気センサアレイ210を用いて心磁を計測する例を示す。本図においては、一例として、被測定体の正面および背面に対向する一辺(X軸方向)と、被測定体の左側面に対向する一辺(Z軸方向)とに複数の磁気センサセル220をUの字状に配列し、Uの字状に配列された複数の磁気センサセル220の内部空間に被測定体を配置させることで、被測定体の胸部の少なくとも一部を、磁気センサアレイ210を構成する複数の磁気センサセル220によって取り囲む。これにより、磁気センサアレイ210は、被測定体の左側に位置する心臓を、心臓の近い位置に複数の磁気センサセル220を配置してセンシングすることができる。 FIG. 14 shows an example in which the magnetocardiography apparatus 10 according to another modification of the present embodiment measures magnetocardiography using a magnetic sensor array 210 configured to form an internal space. In this figure, as an example, a plurality of magnetic sensor cells 220 are arranged on one side (X-axis direction) facing the front and back of the object to be measured and one side (Z-axis direction) facing the left side of the object to be measured. By arranging the object to be measured in the internal space of a plurality of magnetic sensor cells 220 arranged in a U shape, at least part of the chest of the object to be measured constitutes the magnetic sensor array 210. surrounded by a plurality of magnetic sensor cells 220 . As a result, the magnetic sensor array 210 can sense the heart located on the left side of the subject by arranging the plurality of magnetic sensor cells 220 near the heart.

なお、図13および図14は、複数の磁気センサセル220がUの字を構成する1辺のそれぞれに一直線上に並んだ場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。複数の磁気センサセル220は、内部空間を形成する少なくとも一つの辺において、階段状に配列されていてもよい。また、上述の説明では、複数の磁気センサセル220が、三次元格子空間における格子点にそれぞれ配置されている、すなわち、複数の磁気センサセル220が、セルの大きさを単位とするマス目に沿って配置されている場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。複数の磁気センサセル220は、少なくとも一部の隣接するセル同士が、セルの大きさの単位よりも小さいズレ量で配置されていてもよい。 13 and 14 show an example in which a plurality of magnetic sensor cells 220 are aligned along one side of the U shape, but the present invention is not limited to this. The plurality of magnetic sensor cells 220 may be arranged stepwise on at least one side forming the internal space. Further, in the above description, the plurality of magnetic sensor cells 220 are arranged at lattice points in the three-dimensional lattice space. Although the case where they are arranged is shown as an example, it is not limited to this. At least some adjacent cells of the plurality of magnetic sensor cells 220 may be arranged with a deviation smaller than the unit size of the cells.

図13や図14に示されるような磁気センサアレイ210を用いると、勾配磁場を用いて磁場の空間分布を信号分離して磁場の情報を仮想的に補う本実施形態に係る心磁計測装置10との親和性が高い。すなわち、図13や図14のように、物理的な制約の許す限り、被測定体の胸部を複数の磁気センサセル220で取り囲み、このように配置された複数の磁気センサセル220を用いて計測された磁場の空間分布を、勾配磁場を用いて信号分離して磁場の情報を仮想的に補うことによって、より理想に近い状態で心磁を計測することができる。 When the magnetic sensor array 210 as shown in FIGS. 13 and 14 is used, the magnetocardiography apparatus 10 according to the present embodiment virtually supplements magnetic field information by signal separation of the spatial distribution of the magnetic field using the gradient magnetic field. high affinity with That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the chest of the object to be measured is surrounded by a plurality of magnetic sensor cells 220 as long as physical restrictions allow, and the measurement is performed using a plurality of magnetic sensor cells 220 arranged in this manner. By separating the signal from the spatial distribution of the magnetic field using the gradient magnetic field and virtually supplementing the magnetic field information, the magnetocardiogram can be measured in a state closer to the ideal.

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、(1)操作が実行されるプロセスの段階または(2)操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および/またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび/またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)および/またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理AND、論理OR、論理XOR、論理NAND、論理NOR、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックアレイ(PLA)等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。 Various embodiments of the invention may be described with reference to flowchart illustrations and block diagrams, where blocks refer to (1) steps in a process in which operations are performed or (2) devices responsible for performing the operations. may represent a section of Certain steps and sections may be implemented by dedicated circuitry, programmable circuitry provided with computer readable instructions stored on a computer readable medium, and/or processor provided with computer readable instructions stored on a computer readable medium. you can Dedicated circuitry may include digital and/or analog hardware circuitry, and may include integrated circuits (ICs) and/or discrete circuitry. Programmable circuits include logic AND, logic OR, logic XOR, logic NAND, logic NOR, and other logic operations, memory elements such as flip-flops, registers, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic arrays (PLAs), etc. and the like.

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(RTM)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。 Computer-readable media may include any tangible device capable of storing instructions to be executed by a suitable device, such that computer-readable media having instructions stored thereon may be designated in flowcharts or block diagrams. It will comprise an article of manufacture containing instructions that can be executed to create means for performing the operations described above. Examples of computer-readable media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like. More specific examples of computer readable media include floppy disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory), Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), Static Random Access Memory (SRAM), Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM), Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray (RTM) Disc, Memory Stick, Integration Circuit cards and the like may be included.

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはSmalltalk、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。 The computer readable instructions may be assembler instructions, Instruction Set Architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or object oriented programming such as Smalltalk, JAVA, C++, etc. language, and any combination of one or more programming languages, including conventional procedural programming languages, such as the "C" programming language or similar programming languages. good.

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。 Computer readable instructions may be transferred to a processor or programmable circuitry of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, either locally or over a wide area network (WAN), such as a local area network (LAN), the Internet, or the like. ) and may be executed to create means for performing the operations specified in the flowcharts or block diagrams. Examples of processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, and the like.

図15は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ2200の例を示す。コンピュータ2200にインストールされたプログラムは、コンピュータ2200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の1または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該1または複数のセクションを実行させることができ、および/またはコンピュータ2200に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ2200に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、CPU2212によって実行されてよい。 FIG. 15 illustrates an example computer 2200 in which aspects of the invention may be implemented in whole or in part. Programs installed on the computer 2200 may cause the computer 2200 to function as one or more sections of an operation or apparatus associated with an apparatus according to embodiments of the invention, or may Sections may be executed and/or computer 2200 may be caused to execute processes or steps of such processes according to embodiments of the present invention. Such programs may be executed by CPU 2212 to cause computer 2200 to perform certain operations associated with some or all of the blocks in the flowcharts and block diagrams described herein.

本実施形態によるコンピュータ2200は、CPU2212、RAM2214、グラフィックコントローラ2216、およびディスプレイデバイス2218を含み、それらはホストコントローラ2210によって相互に接続されている。コンピュータ2200はまた、通信インターフェイス2222、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROMドライブ2226、およびICカードドライブのような入/出力ユニットを含み、それらは入/出力コントローラ2220を介してホストコントローラ2210に接続されている。コンピュータはまた、ROM2230およびキーボード2242のようなレガシの入/出力ユニットを含み、それらは入/出力チップ2240を介して入/出力コントローラ2220に接続されている。 Computer 2200 according to this embodiment includes CPU 2212 , RAM 2214 , graphics controller 2216 , and display device 2218 , which are interconnected by host controller 2210 . Computer 2200 also includes input/output units such as communication interface 2222, hard disk drive 2224, DVD-ROM drive 2226, and IC card drive, which are connected to host controller 2210 via input/output controller 2220. there is The computer also includes legacy input/output units such as ROM 2230 and keyboard 2242 , which are connected to input/output controller 2220 through input/output chip 2240 .

CPU2212は、ROM2230およびRAM2214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ2216は、RAM2214内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にCPU2212によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス2218上に表示されるようにする。 CPU 2212 operates according to programs stored in ROM 2230 and RAM 2214, thereby controlling each unit. Graphics controller 2216 retrieves image data generated by CPU 2212 into itself, such as a frame buffer provided in RAM 2214 , and causes the image data to be displayed on display device 2218 .

通信インターフェイス2222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ2224は、コンピュータ2200内のCPU2212によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。DVD-ROMドライブ2226は、プログラムまたはデータをDVD-ROM2201から読み取り、ハードディスクドライブ2224にRAM2214を介してプログラムまたはデータを提供する。ICカードドライブは、プログラムおよびデータをICカードから読み取り、および/またはプログラムおよびデータをICカードに書き込む。 Communication interface 2222 communicates with other electronic devices over a network. Hard disk drive 2224 stores programs and data used by CPU 2212 within computer 2200 . DVD-ROM drive 2226 reads programs or data from DVD-ROM 2201 and provides programs or data to hard disk drive 2224 via RAM 2214 . The IC card drive reads programs and data from IC cards and/or writes programs and data to IC cards.

ROM2230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ2200によって実行されるブートプログラム等、および/またはコンピュータ2200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入/出力チップ2240はまた、様々な入/出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入/出力コントローラ2220に接続してよい。 ROM 2230 stores therein programs that are dependent on the hardware of computer 2200, such as a boot program that is executed by computer 2200 upon activation. Input/output chip 2240 may also connect various input/output units to input/output controller 2220 via parallel ports, serial ports, keyboard ports, mouse ports, and the like.

プログラムが、DVD-ROM2201またはICカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ2224、RAM2214、またはROM2230にインストールされ、CPU2212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ2200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ2200の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。 A program is provided by a computer-readable medium such as a DVD-ROM 2201 or an IC card. The program is read from a computer-readable medium, installed in hard disk drive 2224 , RAM 2214 , or ROM 2230 , which are also examples of computer-readable medium, and executed by CPU 2212 . The information processing described within these programs is read by computer 2200 to provide coordination between the programs and the various types of hardware resources described above. An apparatus or method may be configured by implementing the manipulation or processing of information in accordance with the use of computer 2200 .

例えば、通信がコンピュータ2200および外部デバイス間で実行される場合、CPU2212は、RAM2214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス2222に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス2222は、CPU2212の制御下、RAM2214、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROM2201、またはICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。 For example, when communication is performed between the computer 2200 and an external device, the CPU 2212 executes a communication program loaded into the RAM 2214 and sends communication processing to the communication interface 2222 based on the processing described in the communication program. you can command. The communication interface 2222 reads transmission data stored in a transmission buffer processing area provided in a recording medium such as the RAM 2214, the hard disk drive 2224, the DVD-ROM 2201, or an IC card under the control of the CPU 2212, and transmits the read transmission data. Data is transmitted to the network, or received data received from the network is written to a receive buffer processing area or the like provided on the recording medium.

また、CPU2212は、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROMドライブ2226(DVD-ROM2201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がRAM2214に読み取られるようにし、RAM2214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU2212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。 In addition, the CPU 2212 causes the RAM 2214 to read all or necessary portions of files or databases stored in external recording media such as a hard disk drive 2224, a DVD-ROM drive 2226 (DVD-ROM 2201), an IC card, etc. Various types of processing may be performed on the data in RAM 2214 . CPU 2212 then writes back the processed data to the external recording medium.

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU2212は、RAM2214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM2214に対しライトバックする。また、CPU2212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU2212は、第1の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。 Various types of information, such as various types of programs, data, tables, and databases, may be stored on recording media and subjected to information processing. CPU 2212 performs various types of operations on data read from RAM 2214, information processing, conditional decision making, conditional branching, unconditional branching, and information retrieval, as specified throughout this disclosure and by instruction sequences of programs. Various types of processing may be performed, including /replace, etc., and the results written back to RAM 2214 . In addition, the CPU 2212 may search for information in a file in a recording medium, a database, or the like. For example, if a plurality of entries each having an attribute value of a first attribute associated with an attribute value of a second attribute are stored in the recording medium, the CPU 2212 determines that the attribute value of the first attribute is specified. search the plurality of entries for an entry that matches the condition, read the attribute value of the second attribute stored in the entry, and thereby associate it with the first attribute that satisfies the predetermined condition. an attribute value of the second attribute obtained.

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ2200上またはコンピュータ2200近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ2200に提供する。 The programs or software modules described above may be stored in a computer readable medium on or near computer 2200 . Also, a recording medium such as a hard disk or RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet can be used as a computer-readable medium, thereby providing the program to the computer 2200 via the network. do.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly "before", "before etc., and it should be noted that they can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if the description is made using "first," "next," etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. not a thing

10 心磁計測装置
100 本体部
110 磁気センサユニット
120 ヘッド
130 ベース部
140 ポール部
150 情報処理部
210 磁気センサアレイ
220 磁気センサセル
230 センサデータ収集部
232 AD変換器
234 クロック発生器
300 センサ部
520 磁気センサ
530 磁場生成部
532 増幅回路
534 コイル
540 出力部
710 磁気抵抗効果素子
720、730 磁気収束板
900 センサデータ処理部
910 計測データ取得部
920 較正演算部
930 データ出力部
940 勾配磁場演算部
950 基底ベクトル記憶部
960 信号空間分離部
970 指標算出部
980 指標出力部
990 故障判定部
2200 コンピュータ
2201 DVD-ROM
2210 ホストコントローラ
2212 CPU
2214 RAM
2216 グラフィックコントローラ
2218 ディスプレイデバイス
2220 入/出力コントローラ
2222 通信インターフェイス
2224 ハードディスクドライブ
2226 DVD-ROMドライブ
2230 ROM
2240 入/出力チップ
2242 キーボード
10 magnetocardiographic measuring device 100 main unit 110 magnetic sensor unit 120 head 130 base unit 140 pole unit 150 information processing unit 210 magnetic sensor array 220 magnetic sensor cell 230 sensor data collecting unit 232 AD converter 234 clock generator 300 sensor unit 520 magnetic sensor 530 magnetic field generating unit 532 amplifier circuit 534 coil 540 output unit 710 magnetoresistive effect elements 720, 730 magnetic flux converging plate 900 sensor data processing unit 910 measurement data acquisition unit 920 calibration calculation unit 930 data output unit 940 gradient magnetic field calculation unit 950 basis vector storage Unit 960 Signal space separation unit 970 Index calculation unit 980 Index output unit 990 Failure determination unit 2200 Computer 2201 DVD-ROM
2210 host controller 2212 CPU
2214 RAM
2216 graphics controller 2218 display device 2220 input/output controller 2222 communication interface 2224 hard disk drive 2226 DVD-ROM drive 2230 ROM
2240 input/output chip 2242 keyboard

Claims (11)

各々が3軸方向の入力磁場を検出可能な複数の磁気センサセルを三次元に配列して構成される磁気センサアレイと、
心臓の電気活動により発生する心磁を含む前記入力磁場に基づく計測値を取得する計測データ取得部と、
前記複数の磁気センサセル間で計測された複数の計測値を用いて勾配磁場を算出する勾配磁場演算部と、
前記勾配磁場を用いて、前記入力磁場の空間分布を、前記心磁と環境磁場とに信号分離する信号空間分離部と、
を備える、心磁計測装置。
a magnetic sensor array configured by three-dimensionally arranging a plurality of magnetic sensor cells each capable of detecting an input magnetic field in three axial directions;
a measurement data acquisition unit that acquires measurement values based on the input magnetic field including magnetocardiography generated by electrical activity of the heart;
a gradient magnetic field calculator that calculates a gradient magnetic field using a plurality of measured values measured between the plurality of magnetic sensor cells;
a signal space separation unit that separates the spatial distribution of the input magnetic field into the magnetic field of the heart and the environmental magnetic field using the gradient magnetic field;
A magnetocardiography device.
前記信号空間分離部は、正規直交関数の空間分布を持つ磁場を前記磁気センサアレイで検出したときに磁気センサのそれぞれが出力する信号を成分とするベクトルを磁場信号ベクトルとした場合に、前記複数の磁気センサセル間で出力された複数の磁場信号ベクトルを用いて算出される磁場勾配ベクトルを、少なくとも基底ベクトルとして、前記入力磁場の空間分布を信号分離する、請求項1に記載の心磁計測装置。 The signal space separating unit divides the plurality of 2. The magnetocardiographic measurement device according to claim 1, wherein the spatial distribution of the input magnetic field is separated into signals using at least a magnetic field gradient vector calculated using a plurality of magnetic field signal vectors output between the magnetic sensor cells of the . 前記信号空間分離部は、前記磁場勾配ベクトルおよび前記磁場信号ベクトルを基底ベクトルとして、前記入力磁場の空間分布を信号分離する、請求項2に記載の心磁計測装置。 3. The magnetocardiographic measurement apparatus according to claim 2, wherein said signal space separation unit separates signals from the spatial distribution of said input magnetic field using said magnetic field gradient vector and said magnetic field signal vector as basis vectors. 前記複数の磁気センサセルのそれぞれは、
磁気センサと、
前記磁気センサが検出した入力磁場を低減させるフィードバック磁場を前記磁気センサに与える磁場生成部と、
前記磁場生成部が前記フィードバック磁場を発生するために流す電流に応じた出力信号を出力する出力部と、
を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の心磁計測装置。
each of the plurality of magnetic sensor cells,
a magnetic sensor;
a magnetic field generator that provides the magnetic sensor with a feedback magnetic field that reduces the input magnetic field detected by the magnetic sensor;
an output unit for outputting an output signal according to the current that the magnetic field generation unit flows to generate the feedback magnetic field;
The magnetocardiography apparatus according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記磁気センサは、磁気抵抗効果素子を有する、請求項4に記載の心磁計測装置。 5. The magnetocardiography apparatus according to claim 4, wherein said magnetic sensor has a magnetoresistive element. 前記複数の磁気センサセルのそれぞれは、前記磁気抵抗効果素子の両端に配置された二つの磁気収束板をさらに有し、前記磁気抵抗効果素子は、二つの前記磁気収束板に挟まれた位置に配置される、請求項5に記載の心磁計測装置。 Each of the plurality of magnetic sensor cells further has two magnetic flux concentrators arranged at both ends of the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect element is arranged at a position sandwiched between the two magnetic flux concentrators. The magnetocardiography device according to claim 5, wherein 前記フィードバック磁場を発生させるためのコイルが、前記磁気抵抗効果素子および二つの前記磁気収束板を取り囲むように巻かれている、請求項6に記載の心磁計測装置。 7. The magnetocardiographic measuring apparatus according to claim 6, wherein a coil for generating said feedback magnetic field is wound so as to surround said magnetoresistive effect element and said two magnetic flux concentrators. 前記複数の磁気センサセルの出力をアナログからデジタルに変換して前記計測値を出力する複数のAD変換器を更に備え、
前記複数のAD変換器は、共通のサンプリングクロックに応じてAD変換を行う、請求項1から7のいずれか一項に記載の心磁計測装置。
further comprising a plurality of AD converters that convert the outputs of the plurality of magnetic sensor cells from analog to digital and output the measured values;
8. The magnetocardiographic measurement apparatus according to claim 1, wherein said plurality of AD converters perform AD conversion according to a common sampling clock.
前記磁気センサアレイは、前記複数の磁気センサセルを被測定体の胸部の少なくとも一部を取り囲むための内部空間が形成されるように配列して構成される、請求項1から8のいずれか一項に記載の心磁計測装置。 9. The magnetic sensor array according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of magnetic sensor cells are arranged so as to form an internal space surrounding at least a portion of the chest of the subject. The magnetocardiography device according to . 前記複数の磁気センサセルは、前記被測定体の重心を中心として、前記被測定体の胸部に沿うように断面視略円弧状に配列される、請求項9に記載の心磁計測装置。 10. The magnetocardiographic measurement apparatus according to claim 9, wherein said plurality of magnetic sensor cells are arranged in a generally arcuate cross-sectional view around the center of gravity of said object to be measured along the chest of said object to be measured. 円弧の中心角は、180°より大きい、請求項10に記載の心磁計測装置。 11. The magnetocardiography apparatus according to claim 10, wherein the central angle of the arc is greater than 180[deg.].
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112842343B (en) * 2021-02-01 2022-02-22 北京航空航天大学 Method for estimating position of magnetocardiogram three-dimensional source based on SERF atomic magnetometer
CN114287943B (en) * 2021-12-01 2023-07-14 北京航空航天大学杭州创新研究院 Three-dimensional imaging method based on wearable magnetocardiogram three-dimensional measuring device
CN117100276B (en) * 2023-10-23 2024-01-12 山东大学齐鲁医院 Cardiac function detection system, computer storage medium and terminal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110313274A1 (en) 2010-06-19 2011-12-22 Muralidhara Subbarao Methods and apparatuses for 3D imaging in magnetoencephalography and magnetocardiography
JP2013533782A (en) 2010-07-06 2013-08-29 エレクタ アクチボラゲット(パブル) Method for adjusting interference signal space in biomagnetic field measurement
JP2017191040A (en) 2016-04-14 2017-10-19 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device and magnetic field measurement method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6748499B2 (en) * 2016-07-13 2020-09-02 株式会社アドバンテスト Magnetic field measuring device and magnetic field measuring method
JP6538943B2 (en) * 2017-08-31 2019-07-03 旭化成エレクトロニクス株式会社 Measuring device and measuring method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110313274A1 (en) 2010-06-19 2011-12-22 Muralidhara Subbarao Methods and apparatuses for 3D imaging in magnetoencephalography and magnetocardiography
JP2013533782A (en) 2010-07-06 2013-08-29 エレクタ アクチボラゲット(パブル) Method for adjusting interference signal space in biomagnetic field measurement
JP2017191040A (en) 2016-04-14 2017-10-19 セイコーエプソン株式会社 Magnetic field measurement device and magnetic field measurement method

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